DE2801459C3 - Rohrstrangpresse zum Herstellen von Wärmetauscherrohren - Google Patents

Rohrstrangpresse zum Herstellen von Wärmetauscherrohren

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DE2801459C3 DE2801459A DE2801459A DE2801459C3 DE 2801459 C3 DE2801459 C3 DE 2801459C3 DE 2801459 A DE2801459 A DE 2801459A DE 2801459 A DE2801459 A DE 2801459A DE 2801459 C3 DE2801459 C3 DE 2801459C3
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Description

28 Ol 459
Erfindung,
F i g. 3 eine Querschnittsansicht eines Rohrs unmittelbar nach dem ersten Bearbeiten, wobei an der Rohrinnenseite Rillen und Rippen ausgebildet sind;
Fig.4 eine Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig.5 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Dorns zur Vei-wendung in der Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig.6 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des Dorns;
F i g. 7 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Dorns.
F i g. 1 ist eine Perspektivansicht einer Wärmeübertragungsfläche, die mittels der Vorrichtung auszubilden ist Die Fläche weist eine Anzahl Rippen 1 auf, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei der Kamm jeder Rippe nach unten in Berührung mit der nächstbenachbarten Rippe gebogen ist; zwischen diesen Rippen ist eine Anzahl Hohlräume ausgebildet, die durch die Rippen voneinander getrennt sind. In den Kämmen der Rippen und längs den jeweiligen Hohlräumen isi in regelmäßigen Abständen eine Anzahl sehr kleiner öffnungen 3 ausgebildet, die die hohlräume mit der Außenseite verbinden.
Diese Wärmeübertragungsfläche ist zur Verwendung mit Siedemitteln bestimmt, und ein die Siedeeigenschaften wesentlich beeinflussender Faktor ist die Größe der öffnungen 3. Wenn Freon (Λ-12, Ä-22, R-502 od. dgl.) als Siedemittel verwendet werden soll, werden gute Ergebnisse erzielt, wenn eine Öffnungsgröße verwendet wird, bei der der Durchmesser eines in einer Durchschnittsöffnung beschriebenen Kreises zwischen ca. 0,1 und 0,2 mm liegt. Dabei liegt der Abstand zwischen den Hohlräumen 2 in einem Bereich von 0,2 — 1,0 mm und der Abstand zwischen den öffnungen 3 in einem Bereich von 02— 1,0 mm. Die Hohlräume 2 haben eine Tiefe zwischen 02 und 0,8 mm und eine Weite zwischen 0,1 und 0,8 mm. Das Verhältnis der Wanddicke der Rippen 1 zu der Weite der Hohlräume 2 beträgt 1 :2.
Alle Teile oer Vorrichtung nach F ι g. 2 mit Ausnahme der noch zu erläuternden Dorne sind im Schnitt dargestellt Die Vorrichtung dient zum Ausbilden der Wärmeübertragungsfläche nach Fig. 1 auf der Innenleite eines Rohrs, während ein Werkstoffblock zur Rohrform extrudiert wird
Ein Behalte 4 weist eine zylindrische Kammer 5 auf. und eine Auskleidung 6 ist enganliegend auf der umgebenden Kammenvandung angeordnet. Am unteren Ende der Kammer 5 ist eine Matrize 8 mittels eines Matrizenhalters 7 befestigt. Die Kammer 5 enthält einen Block 9 aus Kupfer, Aluminium od. dgl. In der Kammer 5 ist ein Stempel 11 angeordnet dessen Außendurchmesler etwas kleiner als der Innendurchmesser der Auskleidung 6 ist und der eine mit dem Stempelkörper koaxiale Bohrung 10 aufweist. Der Stempel 11 ist in einem Zylinder 12 angeordnet, der mittels Bolzen am Behälter 4 befestigt ist Ein Dorn 13 mit einem etwas kleineren Durchmesser als die Bohrung 50 ist in die Bohrung eingesetzt Da der Kopf 13a des Dorns 13 mittels einer Haltekappe 14 an dem Zylinder Xl befestigt ist* kann sich der Dorn 13 nicht in axialer Richtung Verschieben. Der untere Abschnitt des Dorns 13 ist der Matrize 8 zugewandt und weist von einer Stelle 132) abwärts zum unteren Ende 13c gerade Verlaufende Nütert 15 und Rippen 16 auf, die in axialer Richtung parallel verlaufend ausgebildet sind. Der Dorn 13 weist seine eigene, mit dem Stempelkörper koaxiale Bohrung 17 auf, und in diese Bohrung ist ein weiterer Dorn 18 eingesetzt Der Kopf 18a des Dorns 18 liegt zwischen dem Kopf des Dorns 13 und der Haltekappe 14, und der Dorn 18 ist drehbar, jedoch nicht in axialer Richtung verschiebbar. Ein Zahnrad 19 ist auf dem Oberende des Dorns 18 angeordnet, so daß von einem Motor (nicht gezeigt) Kraft über das Zahnrad 19 auf den Dorn 18 übertragbar ist, wodurch dieser gedreht
ίο werden kann. Der untere Endabschnitt des Dorns 18 erstreckt sich nach unten vom unteren Ende 13 c des Dorns 13 und ist konisch, so daß er ein kegeliges Werkzeug 20 bildet das die Kämme der an der Innenseite eines Rohres P ausgebildeten Rippen zur Seite drückt Der Durchmesser Dp des Abschnittes 20a mit dem größten Durchmesser ist größer als der Durchmesser Dr des die Kämme der im Rohr P ausgebildeten Rippen verbindenden Kreises. Der Dorn 18 weist wenigstens ein Messer 21 auf, das an seinem Abschnitt zwischen dem Werkzeug 20 und dem unteren Ende 13c des Dorns 13 befestigt ist Die Schneide des Messers 21 ist höhenverstellbar in A' . ängigkeit von der erwünschten Größe der öffnungen 1, die in der Wärmeübertragungsfläche auszubilden sind (vgl.
Fig. 1).
Es wird jetzt die Arbeitsweise der Vorrichtung erläute t:
Hydraulische Druckflüssigkeit wird dem Raum oberhalb des Stempels 11 im Zylinder 12 zugeführt, so daß der Stempel in Richtung des Pfeils A nach unten (vorwärts) gedruckt wird, während gleichzeitig der Dorn 18 getrieben wird und sich dreht Während des Vorschubs des Stempels 11 wird der Block 9 kontinuierlich durch den ringförmigen Raum zwischen der Matrize 8 und dem Dorn 13 zur Form eines Rohrs P extrudiert. Gleichzeitig mit dem Extrudieren wird das Rohr P mit geraden Rippen 22 und Rillen 23 an seiner Innenfläche ausgebildet die den Nuten 15 und Rippen 16 des Dorn?, 13 umgekehrt entsprechen. Die Querschnittsform des derart bearbeiteten Rchrs Γ zeigt Fig. 3.
Da das Messer 21 mit dem Dorn 18 umläuft, schneidet es uie Innenfläche des Rohrs P. das kontinuierlich durch Extrudieren hergestellt wird, ein, so daß in den Rippen 22 an der Innenseite Einschnitte 24 entstehen. Der die Rippen 22 und die Einschnitte 24 aufweisende Rohrabschnitt gelangt dann nach unten in Gleitkontakt mit dem Werkzeug 20, wo die Kämme 22a der Rippen, die zur Mitte des Rohrs Fgerichtet sind, allmählich vom Werkzeug 20 nacheinander zur Seite gedruckt werden, und zwar gegen die jeweils benachbarten Rippen in Umlaufnchtung des Werkzeugs. Mit zunehmendem Durchmesser des Werkzeugs 20 gelangen die Kämme 22a der Rippen 22 näher an die benachbarten Rippen, b'S s;„' gegen Zwischenabschnitte der benachbarten Rippen gedrückt und dauerhaft auf diese gebogen werden. Die so umgebogenen Kämme 22a e'er Rippen 22 verschließen die offenen Überenden der Rillen 23, so daß die HohlräLme 2 der Wärmeübertragungsfläche nach F i g. 1 gebildet werden, wobei die Einschnitte 24 jeder Rippe, die in dauerhaftem Kontakt mit der benachbarten Rippe liegen, als öffnungen 3 wirken.
Bei der Vorrichtung nach F i g. 4 wird ein vorgeformtes Rohr zur Herstellung eines Wäfmeübertragungs-
rohrs verwendet. Während das Rohr auf einen kleineren Außendurchmesser gezogen wird, wird durch die Vorrichtung an der Innenseite des Werkstücks eine Wärmeübertfagungsfläche gebildet, deren Aufbau unter
28 Ol
Bezugnahme auf F i g. 1 erläutert wurde.
Zum Ziehen des Rohrs P'und Verkleinern von dessen Außendufchmesser wird ein Ziehwerkzeug 25 benutzt Das Werkzeug 25 ist in einem Werkzeughalter 27 befestigt, der seinerseits auf einem gemeinsamen Grundglied befestigt ist
Bei dieser Vorrichtung hat ein Dorn 28 zum Ausbilden der Rippen 22 und Rillen 23 an der Innenseite des Werkstücks (vgl. F i g. 3) genau den gleichen Aufbau wie der Dorn 13 der vorher erläuterten Ausführungsform. Ein weiterer Dorn 29 zum Ausbilden der Einschnitte 24 in den Rippen 22 (vgl. F i g. 3) ist ebenfalls gleich dem Dorn 18 aufgebaut Der Dorn 28 ist an seinem rechten Ende auf dem gemeinsamen Grundglied 26 gehaltert, und der Dorn 29 ist in axialer Richtung ünverschiebbar gehalten, da eine an seinem rechten Ende angeordnete Scheibe 29a zwischen dem äußersten Ende des Dorns 28 und einem Endhalteglied 14 gehalten ist Statt dessen ist der Dorn 29 drehbar und wird von αϊ**»»»» Vilstts*»· /nt/*Ut rwtx
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10
15
Ende fest angeordnetes Zahnrad 19 getrieben. Die Mittel zum Erzeugen der Kraft zum Ziehen des Rohrkörpers sind bekannt und werden nicht näher erläutert.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, wobei jedoch das Rohr P' von dem Ziehwerkzeug 25 auf einen kleineren Außendurchmesser gezogen wird.
Bei den vorstehend erläuterten beiden Ausführungsbeispielen weist der Dorn 13 bzw. 28 zur Ausbildung der Rippen und Rillen an der Innenwandfläche eines Wärmeübertragungsrohrs abwechselnd Nuten und Rippen, die mit der Dornachse parallel verlaufen, auf. Nach Fig.5 kann der Dorn auch schraubenförmig verlaufende Nuten 15 und Rippen 16 unter einem bestimmten Winkel zur Dornachse aufweisen. In diesem Fall muß der Dorn 13 bzw. 28 in bezug auf den Zylinder oder das gemeinsame Grundglied drehbar angeordnet sein.
Die vorher erläuterten Ausführungsbeispiele verwenden ein Messer zur Ausbildung der Einschnitte in den Rippen; das Messer kann jedoch durch ein Dornglied 32 nach F i g. 6 ersetzt werden, das Nuten 30 und Rippen 31 aufweist, die beide unter einem vorgegebenen Winkel zu den Nuten 15 und Rippen 16 des Dorns 13 oder 28 verlaufen. Bei dieser Ausführungsform bewirkt das Extrudieren oder Ziehen des Rohres am Werkzeug und am Dorn 13 oder 28 vorbei eine relative Drehbewegung des Döffiglieds 32, und der Dorn 18 oder 29 braucht nicht mit einer Drehkraft beaufschlagt zu werden; der Dorn muß nur drehbar in dem Zylinder oder dem gemeinsamen Grundglied gelagert sein.
Ferner kann zum Umbiegen der Kämme der Rippen seitlich zu den Zwischenabschnitten der benachbarten Rippen, wodurch nacheinander die offenen Oberenden der Rillen durch die umgebogenen Kämme geschlossen werden, eine Drahtbürste 33 (vgl. Fig.7) anstelle des vorher erläuterten Werkzeugs 20 verwendet werden. In diesem Fall muß die Drahtbürste mit höherer Geschwindigkeit als das Werkzeug umlaufen. Erforderlichenfalls kann ein gesonderter Dorn, tier die Riirste an seinem Ende trägt, verwendet werden. Die Drahtbürste erzeugt Reibungswärme, wenn sie über die Rippenkämme abwärts in Kontakt mit den benachbarten Rippen gleitet Diese Reibungswärme erleichtert das Verformen der Rippenkämme, so daß sie sich umbiegen und teilweise mit den benachbarten Rippen verschmelzen können.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, können mit der Vorrichtung nach der Erfindung enge Toleranzen beim Bearbeiten der Innenseite von Rohren zur Ausbildung von Einschnitten eingehalten werden, da der Dorn zum Ausbilden von Rippen und Rillen an der Innenwandfläche eines Rohrs den anderen Dorn, der ein Messer oder ein anderes Glied zum Herstellen von Einschnitten in den Rippen trägt haltert und die Exzentrizität der Umlaufbewegung des letztgenannten Dorns begrenzt Gleichzeitig wird jegliche außermittige Bewegung des Werkzeugs oder der Drahtbürste dadurch verhindert, daß die Rippen nacheinander unter Kraftbeaufschlagung abwärts in dauerhaften Kontakt mit den benachbarten Rippen gebogen werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Rohrstrangpresse zur Herstellung von Wärmetauscherrohren mit Profilrippen an der Rohrinnenwand mit einem Preßdorn, der an seinem eine Matrize durchragenden Teil Längsnuten und -rippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial mit dem Preßdorn (13,28) ein weiterer Dorn (18, 29) vorgesehen ist, der Werkzeuge (21) zur Bildung von Einschnitten (24) in den äußeren Enden der geformten ProFürippen (22) und ein weiteres Werkzeug (20) zum Umbiegen der eingeschnittenen Rippenkämme (22a) bis zu deren dichten Anlage an die jeweils benachbarten Profilrippen (22) trägt
2. Rohrstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (15) und Rippen (16) des ersten Preßdorns (13, 28) zum umgekehrten Ausbilden der Rippen (22) und Rillen (23) an der Innenseite des Rohres (P, P') gerade ausgebildet sind und parallel zur Dornachse verlaufen.
3. Rohrstrangpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dorn (18, 29) zur Bildung der Einschnitte (24) in den Rippen (22) und zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Rippen (22) mit den benachbarten Rippen mit einem Zahnrad (19) zum Drehen des Doms (18, 29) verbunden ist
4. Rohrsti angpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am zweiten Dorn (18, 29) angeordnete Werkzeug zum Ausbilden der Einschnitte (24) in den Rippen (22) mindestens ein Messer (21) ist
5. Rohrstrmgpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß d=<s am "weiten Dorn (18, 29) ingeordnete Werkzeug zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Rippen (22) mit den benachbarten Rippen (22) ein Kegeldorn (20) ist
6. Rohrstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am zweiten Dorn (18) angeordnete Werkzeug zur Bildung der Einschnitte
(24) in den Rippen (22) ein Dornglied (32) ist auf dessen Oberfläche Nuten (30) und Rippen (31) schraubenförmig unter einem von den Nuten (15) und Rippen (16) des ersten Doms (13) verschiedener. Winkel ausgebildet sind.
7. Rohrstrangpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am zweiten Dorn (18) angeordnete Werkzeug zum aufeinanderfolgenden Verbinden der Rippen (22) mit den benachbarten Rippen eine Drahtbürste ist.
8. Rohrstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (15) und Rippen (16) schraubenförmig unter einem vorbestimmten Win kel zur Dornachse ausgebildet sind.
9 Rohrstrangpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block (9) von einem Ste Tipel (11) mit Druck beaufschlagbar und durch einen ringförmigen Raum zwischen der Matrize (8) und dem ersten Dorn (13) zur Rohrform extrudierbar ist unter Bildung abwechselnd aufeinanderfolgender Rippen (22) und Rillen (23) an der Innenseite des Rohres (P) derart, daß das Rohr (P) relativ zu dem Dorn (13) bewegbar ist
10. Rohrstrangpresse nach Anspruch Ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize ein Ziehwerkzeug
(25) ist das ein Rohr auf einen verringerten Außendurchmesser zieht,
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrstrangpresse zur Herstellung von Wärmetauscherrohren mit Profilrippen an der Rohrinnenwand, und mit einem Preßdorn, der an seinem eine Matrize durchragenden Teil Längsnuten und-rippen aufweist
Eine derartige Rohrstrangpresse zeigt die US-PS 38 08 860. Mit dieser bekannten Vorrichtung können aber nur einfache Formen von Rohren mit inneren Profilrippen hergestellt werden, nicht aber umgebogene
ίο und mit Einschnitten versehene Rippen.
Durch die JP-Patentveröffentlichung Nr. 31863/74 ist weiter ein Verfahren zum Formen einer Vielzahl rhomben- oder rautenförmiger Vorsprünge in regelmäßigen Abständen an der Innenfläche eines Rohres angegeben. Dabei wird zuerst ein Dom mit einer Anzahl schraubenförmig verlaufender Kanten auf der Außenfläche in ein Rohr mit einer glatten Innenfläche eingeführt zwecks Bildung schraubenförmiger Rippen und Rillen in dieser Innenfläche. Dann wird ein weiterer Dorn mit einer Anzahl schraubenförmiger Nuten, deren Anschnittwinkel sich von demjenigen der Kanten des ersten Doms unterscheidet, in das gleiche Rohr eingeführt, so daß die vorher gebildcien schraubenförmigen Rippen in regelmäßigen Abständen eingeschnitten und teilweise abgetragen werden.
Bei diesem Verfahren sind der erste Arbeitsschritt der Ausbildung der schraubenförmigen Rillen und der zweite Arbeitsschritt des teilweisen Abtragens der gebildeten schraubenförmigen Rippen voneinander unabhängig. Bei dem zweiten Arbeiisschritt besteht die Gefahr, daß die relativen Lagen des Doms und des Rohrs instabil sind, was ein in bezug auf Abmessungen ungleichmäßiges Abtragen der Rippen zur Folge hat. Daher kann dieses Verfahren nicht angewandt werden.
wenn die relativen Lagen der Dome im ersten und im zweiten Arbeitsschritt gleichbleibend sein sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrstrangpresse zur Herstellung von Wärmetauscherrohren mit inneren IProfilnppen zu schaffen, mit der durch Umformen der Profilrippen in einem Arbeitsgang Strömungskanäle bildende Hohlräume hergestellt werden können, die über Öffnungen mit der Umgebung verbunden sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale.
Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Wärmeübertragungsrohren mit engen Bearbeitungstoleranzen für Verdampfer und Kühlappa rate geschaffen, die in Gefriergeräten. Klimaanlagen. Kühlgeräten od. dgl. benutzt werden. In der Vorrichtung werden an der Innpnseite eines Rohrs Hohlräume mi' kleinen öffnungen, durch die die Hohlräume mit der Umgebung verbunden werden, gebildet, wobei zuerst eine Vielzahl abwechselnd aufeinanderfolgender Rillen u:;d Rippen parallel zueinander an der Rohrinnenfläche ausgebildet wird, dann in den konzentrisch gerichteten Rippenkämmen Einschnitte ausgebildet werden und anschließend die Rippenkämme zur Seite gedrückt werden, derart, daß der Kamm jeder Rippe nach unten siuf einen Zwischenteil der benachbarten Rippe gebogen wird, so daß dazw.sehen ein Hohlraum entsteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nächste hend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt
Figil eine Perspektivansicht eines Teils einer Wärmeübertragungsfläche, die an der Innenseite eines Wärmeübertragungsrohrs auszubilden ist,
Fi g. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung nach der
DE2801459A 1977-01-18 1978-01-13 Rohrstrangpresse zum Herstellen von Wärmetauscherrohren Expired DE2801459C3 (de)

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DE2801459B2 DE2801459B2 (de) 1981-09-24
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