DE2840744C2

DE2840744C2 - Method and device for manufacturing a heat exchanger tube

Info

Publication number: DE2840744C2
Application number: DE19782840744
Authority: DE
Inventors: Hendrik Destelbergen Rombaut
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1978-09-15
Filing date: 1978-09-15
Publication date: 1985-08-01
Also published as: DE2840744A1; BE878770A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Wärmetauscherrohres mit Außen- und Innenrippen aus einem Blechband gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method and a device for producing a heat exchanger tube with outer and inner ribs made from a sheet metal strip according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-AS 23 30 497 ist ein Rippenrohr für Wärmetauscher bekannt, bei dem die Verschweißung der einzelnen Rippen, die das Wendclrohr bilden, in dem t>o Uberlappungsbcreich der einzelnen Wcndcliingcn vorgenommen wird.From DE-AS 23 30 497 a finned tube for heat exchangers is known in which the welding of the individual ribs that form the spiral tube, in which t> o Overlap area of the individual walls is made.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Rippcnrohren ist aus der DE-OS 21 31 085 bekannt. Hierbei wird aus einem Blechstreifen durch entsprechendes Einschneiden und Biegen ein Streifen mit radial gefächerten Rippen gebildet. Dieser Rippenstreifen wird auf ein zylindrisches Rohr aufgesetzt bzw. das Rohr wird mitAnother method for producing Rippcnrohren is known from DE-OS 21 31 085. Here a strip with radially fanned-out ribs is formed from a sheet metal strip by appropriate cutting and bending. This rib strip is on a cylindrical tube placed or the tube is with dem radial abstehenden Streifen umwickelt und die Verbindung erfolgt durch elektrische Erhitzung und Schmelzschweißung.wrapped around the radially protruding strip and the connection is made by electrical heating and Fusion welding.

Schließlich ist aus der DE-OS !9 18 820 ein Verfahren bekannt, bei dem die Außenrippen in der Weise erzeugt werden, daß zuerst mit einem Stanzwerkzeug aus einer Längsseite des Bandes schmale Flächenteile herausgestanzt werden, die von der Blechkante bis za einer zur Bandachse parallelen Linie reichen, daß dann aic zwischen den Stanzschnitten verbliebenen Flächen aus der Bandebene etwa senkrecht umgebogen werden und daß dann das Band spiralig gewickelt wird, wobei sich ein Rohr mit einander überlappenden Windungen ergibt, von dem die umgebogenen Bandteile als Rippen nach i/jßen abstehen.Finally, DE-OS! 9 18 820 is a method known, in which the outer ribs are generated in such a way that first with a punching tool from a Narrow surface parts are punched out on the long side of the band, extending from the sheet edge to za one to the Line parallel to the tape axis are sufficient, so that aic surfaces remaining between the die cuts are removed from the Band plane are bent approximately vertically and that the band is then wound spirally, with a Tube with overlapping turns results, from which the bent band parts as ribs after i / jßen stick out.

Die Überlappungen müssen in der Weise gestaltet werden, daß das Rohr dicht ist. oder es müssen hierfür besondere Maßnahmen getroffen werden.The overlaps need to be designed in that way that the pipe is tight. or special measures must be taken for this.

Es hat sich gezeigt, daß die beschriebenen Verfahren sich entweder nur mit besonderen Materialien z. B. sehr dünnem Blech durchführen lassen oder aber, daB beim Verbinden der Rippen oder Wendeln mit dem Rohr oder untereinander, wenn sie selbst das Rohr bilden, Probleme auftreten. So läßt sich beispielsweise aufgrund der relativ ungünstigen Geometrie der zu verschweißenden Bereiche der Schweißstrom nur schwer auf die eigentliche ifchweißzone konzentrieren. Eine Verringerung der Schweißfrequenz führt andererseits zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Schweißleistung und damit der Schweißgeschwindigkeit.It has been shown that the method described either only with special materials z. B. can carry out very thin sheet metal or that the Connecting the ribs or coils to the pipe or to each other, if they themselves form the pipe, Problems occur. For example, due to the relatively unfavorable geometry of the areas to be welded, the welding current can only be achieved with difficulty concentrate on the actual welding zone. One On the other hand, a reduction in the welding frequency leads to a significant impairment of the welding performance and thus the welding speed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit c-s ermöglicht, wird, in wirtschaftlicher Weise aus einem Blechband Außen- und Innenrippen auszubilden und insbesondere dann deren Verschweißung zu einem Wärmetauscherrohr mit hoher Schweißleistung und damit Schweißgeschwindigkeit zu gewährleisten.The invention is therefore based on the object To create a method and an apparatus with which c-s is made possible, in an economical manner, from one Form sheet metal strip outer and inner ribs and in particular then their welding to one To ensure heat exchanger tube with high welding performance and thus welding speed.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 bzw. Vorrichif'^sanspruch 4 angegebenen Mitteln.This object is achieved according to the invention with the means specified in patent claim 1 or Vorrichif '^ s claim 4.

Die Unleransprüche 2 und 3 bzw. 5 stellen vorzugsweise Weiterbildungen dar.Claims 2 and 3 or 5 preferably represent further developments.

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel soll zeigen, daß nicht nur die Herstellung der Rippen mit den umgebogenen Blechzungen schnell und damit wirtschaftlich erfolgen kann, sondern auch das Verschweißen der Rippen an den Längskanten sich mit hoher Schweißleistung und -geschwindigkeit durchführen läßt.The embodiment described below is intended to show that not only the production of the ribs with the bent sheet metal tongues can be done quickly and thus economically, but also the welding of the ribs on the longitudinal edges with high Welding power and speed can be carried out.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Verfahrensablauf mit den hierfür wesentlichen Vorrichtungen,1 shows a schematic representation of the process sequence with the devices essential for this,

^c i g. 2 die Einrichtung für das Erzeugen der Bandeinschnitte, ^c i g. 2 the device for making the band incisions,

F i g. 3 das mit den Einschnitten versehene Blechband.F i g. 3 the sheet metal strip provided with the incisions.

F i g. 4 und F i g. 5 die für das Abbiegen der Blechzungen dienenden Waizenrollen,F i g. 4 and FIG. 5 the rolling rolls used for bending the sheet metal tongues,

Fig.6 die Einrichtung zum Verdrehen der inneren und/oder äußeren Blechzungen quer zur Längsrichtung des Blechbandes.Fig. 6 the device for rotating the inner and / or outer sheet metal tongues transversely to the longitudinal direction of the sheet metal strip.

F i g. 7 die für das schraubcnlinicnförmigc Wickeln des Blechbandcs und für das Verschweißen der Kanten dienende Einrichtung,F i g. 7 those for screw-line winding of the sheet metal strip and the device used for welding the edges,

F i g. 8 eine Einzelheit der Schweißstelle.F i g. 8 a detail of the weld.

Fig. 9 das fertige Wärmetauscherrohr in Vorderansicht mit verdrehten Innenrippen,9 shows the finished heat exchanger tube in a front view with twisted inner ribs,

Fig.9a das Wärmetauscherrohr mit verdrehten Außen- und Innenrippen,Fig. 9a the heat exchanger tube with twisted outer and inner ribs,

Fig. 10 einen Längsschnitt gemäß der Linie 1-1,Fig. 10 is a longitudinal section along the line 1-1,

F i g. 11 einen Teil des fertigen Wärmetauscherrohres in perspektivischer Ansicht mit verdrehten Innenrippen undF i g. 11 part of the finished heat exchanger tube in perspective view with twisted inner ribs and

F i g. 1 la mit verdrehten Außen- und Innenrippen.F i g. 1 la with twisted outer and inner ribs.

In der Darstellung gemäß F i g. 1 wird das Blechband 1 von dem Haspelband 2 abgezogen und zunächst an seinen beiden Längsseiten mit den Einschnitten 3 bzw. 4 versehen. Hierfür dienen die beiden übereinander angeordneten Rollenpaare 5 und 6, zwischen denen das Band hindurch geführt wird. Diese sind zahnradförmig ausgebildet und weisen die scharfen sägezahnähnlichen Schnittkanten 7 auf, mit denen die Einschnitte 3 und 4 erzeugt werden. Im unmittelbaren Anschluß daran werden die von den Einschnitten gebildeten Blechzungen 3' und 4' aus der Bandebene abgebogen, und zwar die Zungen 3' nach oben und die Zungen 4' nach unten. Hierfür dienen die Biegerollenpaare 8 und 9, von denen das Rollenpaar 8 eine Biegung um etwa 45° und die Rollenpaare 9 eine Biegung in die Senkrechten bewirken. Danach werden die Blechzungen 4', welche die Innenrippen bilden, quer zur Längsrichtung des Blechbandes mit Hilfe des zahnradähnlichen Rollenpaares 10 verdreht, welches hierfür ausgebildete Zähne 11 aufweist. Das in dieser Weise zugerichtete Band gelangt dann zu der Wickel- und Schweißstelle 12, wo es schraubenlinienförmig zum Rohr gewickelt wird. Hierfür dienen die Bicgerollen 13, die in an sich bekannter Weise käfigartig angeordnet sind (F i g. 7). Im Inneren des sich bildenden Rohres ist eine Andrückrolle 14 vorgesehen. Bei dem Wickelvorgang werden die Längskanten 15 des unverformt gebliebenen Bandmittelteiles 16 aneinander gedrückt und miteinander mittels hoch-, ultra- oder radiofrequenter Ströme verschweißt. Die Stromzufuhr erfolgt mit den Schleif- oder Rollenkanten 17 und 18 (Fig.8). Die Rollen 19 und 20 dienen zum Aneinandcrpressen der Längskanten 15.In the illustration according to FIG. 1, the sheet metal strip 1 is pulled off the reel strip 2 and initially on its two long sides are provided with incisions 3 and 4, respectively. The two stacked one above the other are used for this purpose Pairs of rollers 5 and 6, between which the tape is guided. These are gear-shaped and have the sharp sawtooth-like cutting edges 7, with which the incisions 3 and 4 be generated. Immediately thereafter, the sheet metal tongues formed by the incisions 3 ' and 4 'bent out of the plane of the belt, namely the tongues 3' upwards and the tongues 4 'downwards. For this purpose the bending roller pairs 8 and 9 are used, of which the roller pair 8 bends about 45 ° and the Pairs of rollers 9 cause a bend in the vertical. Then the sheet metal tongues 4 ', which are the inner ribs form, rotated transversely to the longitudinal direction of the sheet metal strip with the help of the gear-like roller pair 10, which has teeth 11 designed for this purpose. The strip prepared in this way then arrives the winding and welding point 12, where it is helical is wound into the tube. The bicrollers 13, which are cage-like in a manner known per se, are used for this purpose are arranged (Fig. 7). A pressure roller 14 is provided in the interior of the pipe being formed. In which In the winding process, the longitudinal edges 15 of the undeformed central band part 16 are pressed against one another and welded to one another by means of high, ultra or radio frequency currents. The power is supplied with the grinding or roller edges 17 and 18 (Fig. 8). The rollers 19 and 20 are used to press against one another of the long edges 15.

Gemäß den F i g. 9 bis 11 weist das fertige Wärmetauscherrohr die Außenrippen 21 und die Innenrippen 22 auf. In diesem Beispiel sind die Außenrippen mit ihren Flächen in Rchrumfangsrichtung und diejenigen der Innenrippen in Richtung der Rohrachse angeordnet. Ein derartiges Rohr ist für den Wärmeaustausch von zwei strömenden Medien vorgesehen, deren Strömungsrich-(ungen zueinander senkrecht sind. Soll der äußere Strom parallel zudem inneren Strom geführt werden, so können die Blechzungcn 3', welche die Außenrippen bilden, vor dem Wickeln und Verschweißen des Blechbandes in ähnlicher Weise wie die Innenrippen verdreht werden (I" i g. 9a und I la).According to FIGS. 9 to 11 shows the finished heat exchanger tube the outer ribs 21 and the inner ribs 22. In this example the outer ribs are with theirs Areas in the circumferential direction and those of the inner ribs arranged in the direction of the pipe axis. Such a tube is for the heat exchange of two flowing media are provided whose flow directions are perpendicular to each other. Should the outer Current can be conducted in parallel with the internal current, so the sheet metal tongues 3 ', which are the outer ribs form, twisted in a similar way to the inner ribs before the winding and welding of the sheet metal strip (I "i g. 9a and I la).

Hs liegt im Rahmen der Frfindung. die Blechzungen 4' bzw. 3' auch nur um einen Teilbetrag zu verdrehen, wobei dann entsprechend ausgebildete Rollenpaare vorgesehen sind. Hs is within the scope of the invention. to rotate the sheet metal tongues 4 'and 3' only by a partial amount, in which case correspondingly configured pairs of rollers are provided.

Hier/u9 Blatt ZeichnungenHere / u9 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauscherrohres mit Außen- und Innenrippen aus einem s Blechband, dessen Randbereiche rechtwinklig zur Längsachse eingeschnitten werden, worauf der eine Randbereich nach oben, der andere nach unten zur Bildung eines etwa Z-förmigen Profils abgebogen werden und das so gebildete Profilband zum Wendelrohr gewickelt und zum Rohr verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte bis zu den Profilbandlängskanten reichen, daß die von den Einschnitten gebildeten zungenartigen Blechabschnitte der Längsseite, die zur Bildung von Innenrippen nach unten gebogen werden, quer zur Längsrichtung des Blechbandes vor dem Wikkeln verdreht werden und daß die Verschweißung an den Längskantendes Profilbandmittelteüeserfoigt.1. Method for producing a heat exchanger tube with outer and inner fins from a s Sheet metal strip, the edge areas of which are cut at right angles to the longitudinal axis, whereupon one Edge area upwards, the other bent downwards to form an approximately Z-shaped profile and the so formed profile band is wound to the helical tube and welded to the tube, characterized in that the incisions extend to the longitudinal edges of the profile strip, that the tongue-like sheet metal sections formed by the incisions of the longitudinal side, which are used to form are bent downward by inner ribs, twisted transversely to the longitudinal direction of the sheet metal strip before winding and that the weld is on the longitudinal edges of the central section of the profile strip.

2. Verfaösen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, da» auch die nach ober, gebogenen Blechabschnitte für die Außenrippen quer zur Längsrichtung des Blechbandes verdreht werden.2. Verfaösen according to claim I, characterized in that since "the rotation for upper, bent plate portions for the external ribs transversely to the longitudinal direction of the strip.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen der Bandkanten in an sich bekannter Weise elektrisch durch Zufuhr hoch-, ultra- oder radiofrequenter Ströme erfolgt3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the welding of the Strip edges in a known manner electrically by supplying high, ultra or radio frequency Currents takes place

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für c'cs Erzeugen der Blecheinschnitte (3,4) zwei angetriebene, senkrecht übereinander angeordnete Rollenpaare (5, 6) mit sägezahnartigen Schneidkanten (7) über um! unter jeder Längsseite des Blechbandcs (1) angeordnet sind, denen im Abstand davon zwei oder mehrere profilierte angetriebene Walzenrollenpaare (8, 9) zum Abbiegen der Blechzungen (3', 4') nachgeschaltet sind, und daß vor den zum schraubenlinienförmigen Wickeln des Bandes dienenden Biegerollen (13) ein die nach unten abgebogenen Blechzungen (4') in Richtung der Rohrachse verdrehendes Rollenpaar (10) mit entsprechend ausgebildeten Zähnen (11) und mit senkrechten angetriebenen Achsen angeordnet ist.4. Device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that for c'cs generating the sheet metal incisions (3, 4) two driven pairs of rollers (5, 6) arranged vertically one above the other with sawtooth-like Cutting edges (7) over around! are arranged under each longitudinal side of the Blechbandcs (1), which two or more profiled driven roller pairs (8, 9) for turning the Sheet metal tongues (3 ', 4') are connected downstream, and that in front of the bending rollers (13) serving for the helical winding of the tape a downwards is arranged bent sheet metal tongues (4 ') rotating in the direction of the pipe axis pair of rollers (10) with correspondingly designed teeth (11) and with vertical driven axes.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Rollenpaar (10, 11) ein entsprechend ausgebildetes, die nach oben abgebogenen Blechzungen (3') verdrehendes Rollenpaar vorgesehen ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that in addition to the pair of rollers (10, 11) a correspondingly designed pair of rollers rotating the upwardly bent sheet metal tongues (3 ') is provided.

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