DE2830690C2 - Verfahren zur mechanischen Herstellung einer leckdichten Rohrverbindung - Google Patents
Verfahren zur mechanischen Herstellung einer leckdichten RohrverbindungInfo
- Publication number
- DE2830690C2 DE2830690C2 DE2830690A DE2830690A DE2830690C2 DE 2830690 C2 DE2830690 C2 DE 2830690C2 DE 2830690 A DE2830690 A DE 2830690A DE 2830690 A DE2830690 A DE 2830690A DE 2830690 C2 DE2830690 C2 DE 2830690C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pipe
- tube
- bore
- deformation
- leak
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/06—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes in openings, e.g. rolling-in
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
- F16L41/08—Joining pipes to walls or pipes, the joined pipe axis being perpendicular to the plane of the wall or to the axis of another pipe
- F16L41/082—Non-disconnectible joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/165—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by using additional preformed parts, e.g. sleeves, gaskets
- F28F9/167—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by using additional preformed parts, e.g. sleeves, gaskets the parts being inserted in the heat-exchange conduits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
- Y10T29/49373—Tube joint and tube plate structure
- Y10T29/49375—Tube joint and tube plate structure including conduit expansion or inflation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49908—Joining by deforming
- Y10T29/49938—Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
- Y10T29/4994—Radially expanding internal tube
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Turning (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Verfahrer, ist be-jits aus der DE-AS
11 22 031 bekannt, bei dem d"e Rohrenden in der Stirnplatte bzw. dem Rohrboden durch r;nwalzen mit sich
dabei ergebender ausweitender Verformung befestigt werden. Es ist also ein einstufiger Vorgang vorgesehen,
bei dem lediglich eine radiale Verformung und Materialverdrängung durch Einwalzdrücke herbeigeführt
wird. Im einzelnen ist dabei das Problem betrachtet, die Verletzung eine Korrosionsschutzschicht im Inneren
des Rohrs beim Einwalzen in die Stirnplatte zu verhindern. Das Rohrende wird dazu in eine passende Hülse
eingesetzt und die Einwalzung wird im Bereich dieser Hülse vorgenommen.
In der Praxis zeigt sich dabei, daß einerseits die Verbindungsstellen
der Rohrenden mit den Stirnplatten nicht sonderlich dicht sind und bei im Betrieb auftretenden
Vibrationen zur Lockerung neigen. Insbesondere bei Rohrwärmetauschern mit hoher Leistung, die aus
dünnwandigen, engen Rohren mit sehr kompakter Pakkungsdichte aufgebaut werden, ergaben sich bei dem
herkömmlichen Verfahren stets Dichtigkeitsprobleme, die man nach dem Stand der Technik teilweise dadurch
zu lösen versuchte, daß die Rohrenden in den Stirnplatten zusätzlich verlötet wurden. Durch diese Lötverbindungen
ergaben sich allerdings Korrosionserscheinungen, die in vielen Fällen zu einer Zerstörung oder Beschädigung
der Verbindungsstellen führten.
In der AT-PS 1 96 217 ist ein Verfahren zum Befestigen
von Rohrenden beschrieben, bei dem das Rohrende mit einem geeigneten Werkzeug in einem einstufigen
Verfahren aufgeweitet und dann in der Stirnplatte verlötet wird. Es ist in der Durchgangsbohrung der Stirnplatte zum Teil eine Querrille geformt, die zur Aufnahme
des Weichlotes dient.
In der DE-PS 6 48 920 ist ein Verfahren zur Befestigung einer Vielzahl von parallelen, radialen Kühlblechen
auf einem Rohr beschrieben, bei dem das Rohr durch hydraulisches Hindurchziehen eines Kolbens aufgeweitet
und dadurch im Preßsitz an die Kühlbleche gedrückt wird. Auch hierbei handelt es sich um ein einstufiges
Verformungsverfahren mit axialer Werkzeugbewegungsrichtung.
In der US-PS 34 43 296 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers beschrieben, der aus einer
Vielzahl von parallelen Rohren besteht, die eine Vielzahl von radialen, im Abstand in Längsrichtung der
Rohre verteilte Kühlrippen durchsetzen. Das dabei betrachtete Problem besteht darin, die gesamte Anordnung
des Wärmetauschers zu biegen. Dazu ist bei der Herstellung vorgesehen, die Aufweitung der Rohre und
dsren Befestigung an den Kühlrippen durch Hindurchfüiiren
einer größeren Kugel herbeizuführen, wobei die Aufweitung nur bei einem Teil der Rohre vorgenommen
wird, so daß die Längsverschieblichkeit des anderen, nicht aufgeweiteten Teils der Rohre in den Durchgangsbohrungen
der Kühlrippen erhalten bleibt
Die DE-PS 9 10 817 beschreibt ferner die Widersiandsverschweißung
der Rohrenden mit einer Stirnplatte und mittels einer Elektrode, die in das etwa bündig
mit der äußeren Fläche der Stirnplatte abschließende offene Rohrende eingesenkt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß auch bei dünnwandigen, engen Rohren für
kompakte Hochleistungswärmetauscher eine einwandfreie Abdichtung erzielbar ist
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Verfahrensführung gelöst
Wesentlich ist bei dieser erfindungsgemäßen Verfahrensführung, einerseits eine axial schiebende Bewegung
mit Metallverformung und -Verdrängung in den beiden Verfahrensschritten, und andererseits die gegenläufig
schiebende Durchführung der beiden Verfahrenssctiritte.
Im einzelnen wird die ausweitende Verformung des Rohrs und der Hülse durch t\m axial schiebende Bewegung
mit Verformung des Materials der Hülse und des Rohrendes herbeigeführt In einem ersten Verfahrensschritt wird in einer axial schiebenden und gleichzeitig
radial verformenden Materialverdrängung die Hülse derart aufgeweitet, daß sich das Rohrende der Innenwand
der Bohrung annähernd anpaßt Dieses Stadium entspricht etwa der nach dem Stand der Technik erzielbaren
Endsituation. Danach wird nun aber in einem zweiten Verfahrens'chritt mit einer in umgekehrter
Richtung axial schiebenden Verformung das Material der Hülse und des Rohrendes weiter radial deformiert,
so daß sich eine ganz sauber abdichtende Anlage des veii'ormten Rohrs an der Innenwand der Durchgangsbohrung ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Rohrwärmeaustauscherkerns aus Stirnplatten und darin angebrachten
Rohren, wobei ein Teil der Plattan weggebrochen ist, um eine Rohrverbindung zu zeigen:
F i g. 2 eine im Vergleich zu F i g, 1 vergrößerte Einzelansicht eines Teils einer Stirnplatte und eines Endes
eines darin angebrachten Rohrs vor der Expandierung zur Formung der Rohrverbindung;
F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Ansicht, in welcher ein Endring im Rohrende angeordnet und ein Dorn in den
Endring vorbereitend für die Ausführung des ersten von zwei Metallbearbeitungsvorgängen eingesetzt ist;
F i g. 4 eine den F i g. 2 und 3 ähnliche Ansicht, in der
F i g. 4 eine den F i g. 2 und 3 ähnliche Ansicht, in der
die Rohrverbindung gezeigt ist, wie sie nach dem ersten Metallbearbeitungsvorgang erscheint;
F i g. 5 eine stark vergrößerte Ansicht eines Teils der F i g. 4, in der die nach dem ersten der beiden Metallbearbeitungsvorgänge
in der Rohrverbindung verbliebenen Spalte gezeigt sind;
Fig.6 eine der Fig.5 ähnliche Ansucht, in der der
Endring und das Rohr gezeigt sind, wie sie während des zweiten der beiden Metallbearbeitungsvorgänge expandiert
wurden;
F i g. 7 eine Ansicht des zur Durchführung des zweiten
der beiden Metallbearbeitungsvorgänge verwendeten Geräts; und
F i g. 8 eine Einzeldarstellung, in der die Zuordnung der Teile des Geräts der F i g. 7 gezeigt ist
Ein Rohrwärmeaustauscherkern weist zueinander im Abstand angeordnete Stirnplatten 10 und 11 auf, die
durch Rohre 12 miteinander verbunden sind. Der die Stirnplatten 10 und 11 und die Rohre 12 umfassende
Kernaufbau ist bei herkömmlicher Verwendung eines derartigen Aufbaus innerhalb einer umgebenden Hüiie
angeordnet und mit einem oder beiden Enden an einen Sammelleitungsaufbau angeschlossen. Die Stirnplatten
10, 11 weisen jeweils äußere Nuten 13 und 14 auf, in denen ein Dichtring oder ähnliches angebracht ist Ein
erstes Fluid ist durch die umgebende Hülle eingegrenzt und fließt über die Rohre 12 hinweg und zwischen den
Rohren 12 hindurch. Ein zweites Fluid hat durch den Sammelleitungsaufbau Zugang zu einer Endfläche einer
der Platten 10 oder 11 und strömt in Längsrichtung durch die Rohre 12, wobei es aus deren entgegengesetzten
Enden austritt Durch diese Anordnung wird ein Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten
Fluid durch die Wände der Rohre 12 hindurch herbeigeführt Die in den Nuten 13 und 14 angebrachten
Dichtvorrichtungen verhindern eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid um die Stirnplatten 10,11 herum. Mechanische, leckfreie Verbindungen
an den Stellen, an denen die Rohre 12 in den Stirnplatten 10, 11 aufgenommen sind, verhindern eine Ver-
bindung des ersten und des zweiten Fluids um die Rohrenden herum.
Die Stirnplatten 10 und 11 sind im wesentlichen identisch,
so daß die Beschreibung der einen für beide genügt Auch die Art und Weise, in der eine fest abgedichtete
Verbindung zwischen jedem Rohrende und der jeweiligen Platte 10,11 erzielt wird, ist die gleiche für alle
Rohre 12, so daß eine Beschreibung einer Verbindung für alle genügt Die Platte i0 weist eine Durchgangsbohrung
15 auf, die ein zugehöriges Rohr 12 aufnimmt. An einem Ende der Bohrung 15 ist eine Gegenbohrung 16
vorgesehen, die sich durch eine äußere Endfläche 17 der Stirnplatte 10 öffnet. Das Rohr 12 ist aus metallischem
Material hergestellt und weist eine ausreichende Steifigkeit auf, um zusammen mit anderen Rohren 12 und mit
den Stirnplatten 10 und 11 eine verhältnismäßig feste
stationäre Anordnung der den Kernaufbau bildenden Teile zu gewährleisten. Das F.ohr 12 ist im Interesse
guter Wärmeübertragungseigenschaften verhältnismäßig dünn und dergestalt deformierbar, daß Teile davon
innerhalb der Stirnplatte 10 in eine engpassende Berührung mit den die Bohrung 15 und die Gegenbohrung 16
begrenzenden Wänden expandiert bzw. ausgeweitet werden können, wie gezeigt wird. Der Außendurchmesser
des Rohres 12 ist ungefähr gleich dem Durchmesser der Bohrung 15. Das Rohr 12 wird in geeigneter Weise,
beispielsweise von Hand oder maschinell, in die Bohrung 15 eingeführt und nimmt darin im wesentlichen
eine Stellung ein, wie sie in der F i g. 2 gezeigt ist, wobei ein Ende des Rohrs 12 im wesentlichen in der Ebene
einer Stirnfläche 17 angeordnet ist Das äußere Rohrende erstreckt sich demgemäß durch die Gegenbohrung
16 hindurch und steht in radialer Abstandsbeziehung zu der die Gegenbohrung 16 begrenzenden zylindrischen
Wandoberfläche. Der Boden der Gegenbohrung 16 begrenzt eine Schulter 18 und die Formung der Gegenbohrung
16 wird derart durchgeführt, daß die Schulter 18 als scharfkantige Fläche senkrecht zur äußeren Fläche
des Rohrs 12 ausgebildet ist Dabei kann die Bohrung 15 in irgendeiner herkömmlichen Weise beispielsweise
durch Bohren geformt sein. Die Gegenbohrung 16 kann einzeln oder in Verbindung mit der Bildung der Bohrung
15 geformt sein, beispielsweise mittels eines die Gegenbohrung formenden, mit einer Schulter 18 versehenen
Bohrwerkzeugs als Teil des gleichen Vorgangs, durch den die Bohrung 15 geformt wird.
In einem auf die Einführung des Rohrs 12 in die Stirnplatte folgenden Arbeitsschritt wird <· i.i rohrförmiger
Niet oder ein Endring 19 in dasjenige Eure des Rohrs 12 eingesetzt, welches sich durch die Plattenfläche 17
öffnet Der Endring 19 weist einen zylindrischen Körper bzw. Schaftabschnitt 21 auf, der zur Aufnahme innerhalb
dt*-· Rohrs 12 ausgebildet ist sowie einen Kopfteil 22, der an der Fläche 17 anliegt Der Schaftabschnitt
21 des Endrings 19 weist einen Außendurchmesser auf, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser des Rohrs
12 ist Der Endring 19 weist eine zentralt Bohrung auf, die sich einerseits durch den Kopf 22 und andererseits
an einer Stelle öffnet, die als das innere Ende des Endrings 19 angesehen werden kann. Der Endring 19 ist entsprechend
seiner Funktion bei der Unterstützung der Deformierung des Rohrs 12 aus einem verhältnismäßig
steifen, jedoch verformbaren Material hergestellt Der Endring 19 wird in das Rohrende als Teil eines ALfbaus
eingeführt, der überdies einen drahtähnlichen Dorn 24 umfaßt, an dessen einem Ende ein kugeliges Glied 2ύ befestigt
ist, dessen Durchmesser etwas größer ist als der-Durchmesser einer Bohrung 23. Der Dorn 24 ist an seinem
entgegengesetzten Ende in einem pneumatischen Werkzeug aufgenommen, von dem in der F i g. 3 ein Nasenteil
26 gezeigt ist Der Nasenteil 26 weist eine Endvertiefung 27 auf, die zur Aufnahme des Endringkopfes
22 ausgebildet ist Innerhalb des Nasenteils 26 weist der Dorn 24 eine lösbare Verbindung mit einem Zugmechanismus
auf, der beim Einschalten auf den Dorn 24 eine axiale Zugbewegung ausübt Bevor der Dorn 24 mit
dem Zugmechanismus innerhalb des Werkzeugs 26 in Eingriff gebracht wirrt, wird ein Endring 19 über den
Dorn 24 geschoben und in eine Stellung gebracht, in der er im Eingriff mit dem kugeligen Glied 25, das das äußere
En.'.e des Dorns 24 begrenzt, ruht Der Dorn 24 wird dann mit dem Zugmechanismus im Werkzeug in
Eingriff gebracht und der Nasenabschnitt 26 vt ird derart angeordnet, daß er an dem Endring-Kopf 22 anliegt.
Zu diesem Zeitpunkt nehmen die Teile eine Stellung zueinander ein, wie sie im wesentlichen in der Fig. 3
dargestellt ist Wie zu sehen ist, übersteigt dabei die Länge des Schafts oder zylindrischen Abschnitts 21 des
Endrings 19 die Tiefe der Gegenbohrung 16 betiächtlich. Wenn nun das Nasenteil 26 zur Ausübung einer
Zugkraft auf den Dorn 24 eingeschaltet wird, wird das kugelige Endglied 25 d°s Dorns 24 durch die Bohrung
23 hindurchgezogen, wobei die Reaktion auf diese ausgeübte Kraft durch den Eingriff des Nasenabschnitts 26
mit dem Endringkopf 22 abgestützt wird. Bei dem Vorgang der Bewegung durch die Bohrung 23 versetzt das
kugelige Glied 25 das die Wand der Bohrung begrenzende Material in allgemein radialem Sinn. Die auf
diese Weise ausgeübten Deformierungsdrücke werden durch den Schaftkörper 21 des Endrings 19 auf das
Rohr 12 übertragen, wo sie dazu führen, daß das Rohr 12 in einen eng sitzenden Kontakt mit der Wand der
Plattenbohrung 15 hineingedrängt wird. Während das Glied 25 durch eine mit der Schulter 18 zusammenfallende
Ebene hindurchtritt, wird Rohrmaterial in die Gegenbohrung 16 hinein verforrnt, und während das Glied
25 vollständig aus der Bohrung 83 herausgezogen wird, expandiert das Rohr 12 beträchtlich um die Gegenbohrung
16 auszufüllen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Teile im wesentlichen in einer Stellung, wie sie in
der F i g. 4 gezeigt ist, wobei der Endring 19 wirksam in einem Rohr 12 angebracht ist und bei seiner Expandierung
das Rohr 12 in einen verhältnismäßig strammen Paßsitz in der Bohrung 15 und der Gegenbohrung 16 deformiert
hat.
Vorstehend wurde ein erster Metallbearbeitungsschritt gemäß der Erfindung beschrieben. Wenn jedoch
die durch den ersten Metallbearbeitungsvorgang geformten Teile einer mikrofotografischen Untersuchung
oder einer ähnlichen Inspektion unterzogen werden, dann findet man, daß die Deformierung des Rohrs 12
auswärts in Kontakt mit der Bohrung 15 und auswärts in Kontakt mit der die Gegenbohrung 16 begrenzenden
Wand keinen abdichtenden Eingriff der Teile miteinander herbeigeführt hat. Die Zuordnung der Teile kann
beispielsweise wie in Fig.5 dargestellt sein, wobei die
F i g. 5 eine Vergrößerung eines Teils der in F i g. 4 gezeigten Verbindung ist Bei einer gewöhnlichen Untersuchung
würde es zwar scheinen, daß das Rohr 12 in gleichförmig berührender Beziehung zu der Wand der
Bohrung 15 steht und die Gegenbohrung 16 ausfüllt, liegt jedoch tatsächlich, wie in der F i g. 5 angedeutet ist,
ein Mangel an Gleichförmigkeit des Kontakts in diesen
Bereichen vor, was zu Spalten 28 zwischen dem Rohr 12 und einer Platte 10 und in Spalten 29 innerhalb der Cegenbohrung,
insbesondere zu einem Spalt 29a an der Schulter 18 führt Die auftretenden Spalte bzw. Lücken
stellen eine Leckpfad bzw. eine Undichtigkeit um die Rohre 12 herum dar und die entstehenden Undichtigkeiten
können in Abhängigkeit von der Art und dem Druck des zwischen den Stirnplatten 10 und 11 eingeschlossenen
Fluids und gemäß den Unterschieden in den Herstellungstoleranzen der Teile von kleineren
oder größeren Ausmaßen sein.
Ein gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehener zweiter Metallbearbeitungsvorgang wird unter Verwendung
eines Preßpolier-Werkzeugs 31 (siehe F i g. 6 und 8) durchgeführt Dieses Werkzeug 31 weist einen
Körperabschnitt 32 auf, der an einem äußeren Ende in einer Schulter 33 abschließt, von welcher aus sich ein
zylindrischer Abschnitt 34 mit verhältnismäßig vermindertem Durchmesser erstreckt, der mit einem stumpfen,
gekrümmten Ende 35 abschließt Der zylindrische Abschnitt 34 weist einen Durchmesser auf, der etwas den
inneren Durchmesser des durch das kugelige Glied 25 expandierten Endrings 19 übersteigt Das Werkzeug 31
wird durch das äußere bzw. Kopfende des Endrings 19 in diesen eingesetzt und in Längsrichtung durch den
Endring 19 geschoben, während es gleichzeitig verhältnismäßig schnell gedreht wird. Die Kombination von
axiaiein Schub und der Drehbewegung hat zur Folge,
daß der zylindrische Abschnitt 34 des Werkzeugs 31 in die Bohrung 23 eindringt und eine weitere radial nach
außen verlaufende Verschiebung des Endring-Materials herbeiführt Dementsprechend wird auf das Rohr 12 ein
zusätzlicher Deformierungsdruck ausgeübt, der das Rohr fest in die Gegenbohrung 16 hineinpreßt und alle
betroffenen Teile des Rohrs 12 jenseits der Gegenbohs rung 16 in einen gleichmäßigen, engen Kontakt mit der
die Wand begrenzenden Bohrung 15 bringt. Dabei wird eine Anordnung der Teile im wesentlichen wie in F i g. 6
gezeigt erzielt, wobei hervorzuheben ist, daß alle Spalten 28—29 geschlossen wurden; insbesondere aber
wurde die verhältnismäßig scharfkantige Schulter 18 in das Material des Rohrs 12 derart eingedrückt, daß die
Spalte 29a sicher geschlossen ist Die axiale Schubkraft des Preßpolier-Werkzeugs 31 wird aufrechterhalten, bis
der zylindrische Abschnitt 34 durch die volle Erstrekkung der Endring-Bohrung 23 hindurchgeführt ist.
Nachdem das Werkzeug 31 zurückgezogen worden ist, haben die Teile die in F i g. 6 gezeigte Anordnung und
Ausbildung angenommen, bei der eine einwandfreie Abdichtung gegen ein Entweichen von zwischen den
Stirnplatten 10 und 11 eingeschlossenem Fluid um das Rohr 12 herum erzielt worden ist.
Im Zusammenhang mit dem zweiten Metallbearbeitungsschritt ist insbesondere hervorzuheben, daß das
Preßpolier-Werkzeug 31 durch die Endring-Bohrung 23 in einer Richtung hindurchtritt, die derjenigen entgegengesetzt
ist, in der das kugelige Glied 25 bewegt wird, und daß das Glied 31 durch den Endring 19 so weit hindurchge&ohoben
wird, bis dessen volle Länge durchdrungen wurde. Es ist anzunehmen, daß die Länge des
Endrings 19 im Verhältnis zur Tiefe der Gegenbohrung 16 ebenso wesentlich zu diesem Ergebnis beiträgt, wie
dies das Ausmaß des Eindringens des Werkzeugs 31 und die bezüglich zueinander entgegengesetzten Bewegungen
des Doms 24—25 und des Werkzeugs 31 bewirken. In letzterem Zusammenhang soll angemerkt werden,
daß die von den jeweiligen Werkzeugen ausgeübten Verformungskräfie axiale Komponenter, aufweisen,
die gemäß dem erfinderischen Gedanken im komplementären Sinn zueinander ausgeübt werden.
Gemäß der Erfindung wird das Rohr 12 in einem zweistufigen Vorgang sicher und bestimmt deformiert,
und zusammen mit der vorgesehenen Gegenbohrung 16 ein eng abdichtender Kontakt des Rohrs 12 mit der
Stirnplatte 10 erzielt
Bei einem Wärmeaustauscher aus Mehrfachrohren 12, wie im wesentlichen in der Fig. 1 dargestellt, sind
Endringe 19 in allen Rohrenden an beiden Enden des Kernaufbaus angebracht und der beschriebene erste
Metallbearbeitungsvorgang wird jeweils einzeln an den mehreren Rohren 12 ausgeführt Dabei können auf dem
drahtähnlichen Dorn 24 mehrere Endringe 19 hintereinander angeordnet sein. Das pneumatische Werkzeug
kann dementsprechend schnell von einer Rohrstellung zu einer anderen bewegt werden, wobei es nacheinander
die anfängliche Expansion bzw. Ausweitung von mehreren Rohren 12 durchführt. Der zweite Metallbearbeitungsvorgang
kann mit Bezug auf die einzelnen Rohre 12 in ähnlicher Weise ausgeführt werden, indem
das preßpolierartige Werkzeug 31 in einem Drehantriebswerkzeug montiert wird und das gesamte Werkzeug
31 nacheinander an den einzelnen Rohrstellungen angewendet wird.
Der zweite Metallbearbeitungsschritt kann mit einer Maschine ausgeführt werden, die gleichzeitig an einer
Vielzahl von Kernaufbauten arbeiter, und die Arbeit an
den vielen Rohrpositionen all dieser Aufbauten in einer einzigen Reihe von Vorgängen durchführen kann.
Wie in der Fi g. 7 dargestellt ist, weist eine derartige
Wie in der Fi g. 7 dargestellt ist, weist eine derartige
Maschine eine Basis 36 auf, die einen relativ hierzu drehbaren Tisch 37 trägt, in welchem eine kreisförmige
Reihe von Hohlräumen 38 ausgebildet ist. Jeder Hohlraum 38 ist eine zylindrische Ausnehmung in dem Tisch
37 und weist eine derartige Größe auf, daß er einen Kernaufbau aufnehmen kann und die umgebende Wand
der Ausnehmung in verhältnismäßig eng begrenzender Beziehung ?u der obersten Stirnplatte 10 oder 11 hält.
Dementsprechend wird die Stirnplatte 10 gegen eine seitliche Deformation durch den während des zweiten
Metallbearbeitungsvorgangs ausgeübten Druck gehalten.
Über dieser Basis 36 der Maschine ist ein Kopf 39 angebracht, der entlang von Führungsstangen 41, 42 und
43 zur Vor- und Rückführbewegung bezüglich der Basis hin- und herbewegbar ist. In hier nicht dargestellten
Drehspindeln weist der Kopf 39 mehrere Preßpolier-Werkzeuge 31 auf. Die Werkzeuge 31 sind in einem Muster
angeordnet, das eine vorbestimmte Anzahl vom Werkzeugen 31 in eine vorbestimmte Beziehung zu ausgewählten
Rohrpositionen der verschiedenen auf dem Tisch 37 gelagerten Kernanordnungen bringt. Der
Tisch 37 wird schrittweise in zeitlicher Koordinierung mit der Hin- und Herbewegung des Kopfes 39 gedreht.
Nach jedem Absenken des Kopfes 39 treten die Werkzeuge 31 in die Endringe 19 an den ausgerichteten Rohr-Positionen
ein und bewirken den zweiten der beiden Metallbearbeitungsvorgänge wie vorstehend beschrieben.
Nachdem die Werkzeuge 31 durch eine Anhebebewegung des Kopfes 39 zurückgezogen wurden, werden die
Schaft- bzw. Arbeitsenden 34 der Werkzeuge 31 aus den Kernanordnungen herausgezogen, worauf der
Tisch 37 in die nächste Einstellposition bewegt wird. Der Kopf 39 senkt sich dann zur Bearbeitung von Rohren
12 einer weiteren ausgewählten Gruppe von Rohrpositionen ab und diese Vorgangsfolge wird fortgesetzt,
bis alle Rohrpositionen in allen Kernanordnungen bearbeitet worden sind. In diesem Zusammenhang
soll angemerkt werden, daß die Anordnung der Rohrpositionen und der gehaltenen Werkzeuge derart getroffen
ist, daß während einer vorbestimmten Anzahl von Einstellbewegungen des Tisches 37 eine vollständige
Bearbeitung aller Rohrpositionen in allen Kernaufbauten durchgeführt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur mechanischen Herstellung einer leckdichten Verbindung zwischen dünnwandigen,
engen Rohrenden und Durchgangsbohrungen in einer Stirnplatte für eine kompakten Hochleistungs-Rohnvärmetauscher,
bei dem zuerst das aus verformbarem Material bestehende Rohr mit seinem
Rohrende in die dem Außendurchmesser des Rohrs angepaßte Durchgangsbohrung der Stirnplatte etwa
mit deren Außenfläche abschließend eingesetzt wird, dann eine dem Innendurchmesser des Rohrs
etwa angepaßte, zylindrische Hülse in das in der Stirnplatte aufgenommene Rohrende abschließend
mit diesem eingesetzt wird, und schließlich durch ausweitende Verformung vom Inneren der Hülse
her das Rohrende gegen die Innenwand der Durchgangsbohrung gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verformung in einem ersten axial schiebenden Metallformungsschritt und einem nachfolgenden, in entgegengesetzter Richtung
wirkenden zweiten Metallformungsschritt erfolgt
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/815,582 US4152818A (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Making mechanical tube joints |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2830690A1 DE2830690A1 (de) | 1979-02-01 |
DE2830690C2 true DE2830690C2 (de) | 1983-11-03 |
Family
ID=25218222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2830690A Expired DE2830690C2 (de) | 1977-07-14 | 1978-07-12 | Verfahren zur mechanischen Herstellung einer leckdichten Rohrverbindung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4152818A (de) |
DE (1) | DE2830690C2 (de) |
GB (1) | GB2000996B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3545554A1 (de) * | 1985-12-21 | 1987-07-02 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Rohr-boden-verbindung, insbesondere fuer waermetauscher |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2945085A1 (de) * | 1979-11-08 | 1981-05-21 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Verfahren und einrichtungen zum einwalzen von innenseitig beschichteten rohren |
US4482415A (en) * | 1980-11-17 | 1984-11-13 | United Aircraft Products, Inc. | Sealing mechanical tube joints |
US4453301A (en) * | 1980-11-17 | 1984-06-12 | United Aircraft Products, Inc. | Sealing mechanical tube joints |
US4528733A (en) * | 1983-07-25 | 1985-07-16 | United Aircraft Products, Inc. | Method of making tubular heat exchangers |
US4627146A (en) * | 1984-05-25 | 1986-12-09 | Energy Pipelines International Company | Method of producing pipe joints |
US4645247A (en) * | 1984-05-25 | 1987-02-24 | Energy Pipelines International Company | Mechanical pipe joint |
US4680845A (en) * | 1986-01-31 | 1987-07-21 | Brazeway, Inc. | Method of manufacturing lateral header extensions |
US4730669A (en) * | 1986-02-03 | 1988-03-15 | Long Manufacturing Ltd. | Heat exchanger core construction utilizing a diamond-shaped tube-to-header joint configuration |
US4856824A (en) * | 1986-02-27 | 1989-08-15 | Norsk Hydro A.S. | Method of manufacture of manifolds and manifold provided by such method |
US4884629A (en) * | 1988-02-10 | 1989-12-05 | Bronnert Herve X | High pressure multiple tube and shell type heat exchanger |
US5398981A (en) * | 1993-01-04 | 1995-03-21 | Modine Manufacturing Company | Self-centering, self-seating, double-sealing, intereference fit tube joint |
DE4325427A1 (de) * | 1993-07-29 | 1995-02-02 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher, insbesondere Kraftfahrzeugkühler |
DE4332768C2 (de) * | 1993-09-25 | 2000-05-31 | Behr Gmbh & Co | Verfahren und Werkzeug zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem Querschnitt |
DE19757962C2 (de) * | 1997-12-24 | 2003-05-28 | Saxonia Umformtechnik Gmbh | Rohrverbindung |
US6138747A (en) * | 1999-02-17 | 2000-10-31 | Dehr Heat Transfer System, Inc. | Heat exchanger tube to header swaging process |
US6871774B2 (en) * | 2002-01-04 | 2005-03-29 | Triumph Brands, Inc. | Aluminum tubular heat exchanger and method of construction |
DE102005032118A1 (de) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | Ruhr Oel Gmbh | Rohrbündelwärmeübertrager mit verschleißbeständiger Rohrbodenauskleidung |
US7574981B1 (en) | 2006-10-05 | 2009-08-18 | Citgo Petroleum Corporation | Apparatus and method for improving the durability of a cooling tube in a fire tube boiler |
US20100052318A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Woodward Governor Company | System and Method of Joining Fluid Transporting Tube and Header Using Internal Ferrule |
US20110226453A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | David Bland Pierce | Heat exchanger and method of manufacture |
DE102013102439B4 (de) * | 2013-03-12 | 2021-09-02 | Dionex Softron Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer fluidischen Verbindungskomponente für die Chromatographie |
DE102015119086B4 (de) * | 2015-11-06 | 2018-05-24 | Esta Apparatebau Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Schlauchanschlusses mit Druckmesspunkt für einen Drucksensor |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE539877C (de) * | 1931-12-03 | Margarete Aust Geb Mueller | Verfahren zur Herstellung von Waermeaustauschkoerpern | |
US822475A (en) * | 1905-11-25 | 1906-06-05 | James H Price | Flue-ferrule. |
US1102163A (en) * | 1914-01-22 | 1914-06-30 | Haldor A Opperud | Boiler-flue reinforcement. |
US1363208A (en) * | 1920-03-31 | 1920-12-21 | Peter O Serck | Manufacture of tubular heat-exchange apparatus |
GB407586A (en) * | 1932-07-05 | 1934-03-22 | Jacques Francois Gabriel Chobe | Improvements in and relating to a method and means for forming joints between tubular elements inserted one within another |
US2092358A (en) * | 1935-02-18 | 1937-09-07 | Robertson John Hogg | Tubular joint |
DE648920C (de) * | 1935-12-28 | 1937-08-13 | Fried Krupp Germaniawerft Akt | Vorrichtung zum Aufweiten der Kuehlrohre von Kontaktoefen |
DE910827C (de) * | 1941-06-12 | 1954-05-06 | Neue Glasindustrie G M B H | Verfahren zur Herstellung von Flachglas durch Ziehen |
US2355852A (en) * | 1943-06-08 | 1944-08-15 | Frank F Fisher | Tube expanding tool |
AT196217B (de) * | 1956-04-19 | 1958-03-10 | Bleckmann & Co Praez Swerkzeug | Verfahren zum Befestigen der Rohrheizkörperenden in den Durchtrittsöffnungen von Einschraubnippeln, Flanschen u. dgl. |
DE1122031B (de) * | 1958-09-12 | 1962-01-18 | Hubert Salmen | Verfahren zum Befestigen von Rohren in Waenden, wie Einwalzen von Kondensatorrohren in Kondensatorboeden |
US3156042A (en) * | 1962-04-10 | 1964-11-10 | Smith Corp A O | Method of making duplex wall tubing |
GB1090237A (en) * | 1963-02-01 | 1967-11-08 | Millar John Humphrey | Improvements in or relating to tube joints |
US3370870A (en) * | 1966-08-15 | 1968-02-27 | Gamah Corp | Flexible tubular coupling |
US3443296A (en) * | 1967-05-29 | 1969-05-13 | Trane Co | Method for constructing a fin-and-tube heat exchanger having a bend formed therein |
CH519948A (de) * | 1970-02-27 | 1972-03-15 | Sulzer Ag | Verfahren zum Herstellen einer gasdichten Walzverbindung und Walzverbindung, hergestellt nach dem Verfahren |
GB1469406A (en) * | 1973-05-29 | 1977-04-06 | Automatic Fastener Corp | Fastener setting apparatus |
DE2557628C3 (de) * | 1975-12-20 | 1979-08-23 | Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik Gmbh & Co, 5600 Wuppertal | Verbindung eines rohrförmigen Körpers mit einem aufgesteckten Hohlkörper |
-
1977
- 1977-07-14 US US05/815,582 patent/US4152818A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-07-12 DE DE2830690A patent/DE2830690C2/de not_active Expired
- 1978-07-12 GB GB7829632A patent/GB2000996B/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3545554A1 (de) * | 1985-12-21 | 1987-07-02 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Rohr-boden-verbindung, insbesondere fuer waermetauscher |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4152818A (en) | 1979-05-08 |
GB2000996A (en) | 1979-01-24 |
GB2000996B (en) | 1982-01-06 |
DE2830690A1 (de) | 1979-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2830690C2 (de) | Verfahren zur mechanischen Herstellung einer leckdichten Rohrverbindung | |
DE102010004426B4 (de) | Vorrichtung zum Aufweiten von Hohlkörpern | |
EP0718057A2 (de) | Vorrichtung zum Aufweiten von Hohlkörpern | |
DE2714757B2 (de) | Rohrplatte mit in deren Löchern befestigten Rohren für insbesondere Wärmetauscher | |
EP0102491B1 (de) | Verfahren zum Verbinden von ineinandergesteckten rohrförmigen Teilen und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens | |
DE1602291C3 (de) | Dornwechselvorrichtung an einer Metallstrangpresse | |
DD158748A5 (de) | Vorrichtung zum verformen des endabschnittes eines metallischen rohres | |
DE2804995A1 (de) | Manuell betaetigbares werkzeug zur rohrerweiterung | |
DE3226868A1 (de) | Dauerhaft dichte gewindelose rohrverbindung | |
DE4410146C2 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Pressfittings | |
DE2801459C3 (de) | Rohrstrangpresse zum Herstellen von Wärmetauscherrohren | |
DE2221050A1 (de) | Sickenmaschine | |
DE2747782A1 (de) | Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern, und vorrichtung zur ausuebung desselben | |
DE10337383B4 (de) | Verfahren zum Innenhochdruckumformen von konischen Rohren aus Metall | |
DE102006013651B4 (de) | Werkzeugeinheit und Verfahren zum axialen Verschieben eines Werkzeugkopfes | |
EP0619153B1 (de) | Aufweitewerkzeug für hohle Werkstücke | |
DE2903847C2 (de) | ||
DE102012014073B3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schlitzen und Schlitzwerkzeug | |
DE2851944A1 (de) | Vorrichtung zur herstellung von rohrkoerpern mit axial aufeinanderfolgenden querwellen | |
EP0906800B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Hohlwelle mit äusseren radialen Erhebungen durch Innenhochdruck-Umformung | |
DE2953354C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines inneren Gelenkkörpers für ein homokinetisches Gelenk | |
DE3943368C2 (de) | Vorrichtung zum Herstellen eines Faltenbalg- oder Wellrohrs | |
DE2754443A1 (de) | Verfahren zum herstellen von zylindrischen hohlkoerpern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens | |
EP1527832A1 (de) | Stanzwerkzeug mit zwei C-Profilen | |
DE19943805B4 (de) | Verfahren zum Entformen eines Stempels aus einem hohlen Gegenstand und Werkzeug zum Bearbeiten von Rillen an der Innenmantelfläche eines solchen hohlen Gegenstands |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |