DE2920057C2 - Innenrippenrohr für druckgas- oder druckölbeheizte Heizkessel - Google Patents

Description

Umfang abgrenzende Brennkammer angeordnet ist, wird dabei zwangsläufig kleiner. Die Brennkammer muß also — infolge der Austauschbarkeit — diesem kleinstmöglichen Durchmesser entsprechend ausgebildet werden. In einem Innenrippenrohr mit Plustoleranz liegt die Brennkammer deshalb an den freien Schmalflächen der im jeweiligen Heizkessel oberen Rippen nicht an und ein Teil der Rauchgase strömt, ohne die Rippen zu berühren und an diese die Wärme abzugeben über den Rauchabzug zum Schornstein. Die Folge davon ist eine erheblich verminderte Wärmeausnutzung und damit eine höhere Abgastemperatur.

Das bekannte Innenrippenrohr erfordert somit für seine Herstellung umfangreiche Vorbereitungsarbeiten und insbesondere auch verhältnismäßig umständliche und damit teure Schweißarbeiten, so daß insgesamt gesehen dadurch auch die Gestehungskosten für den Heizkessel ungünstig beeinflußt werden.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, das bekannte Innenrippenrohr aus Mantelstreifen für druckgas- oder druckölbeheizte Heizkessel mit den weiteren Merkmalen der eingangs erläuterten Gattung so weiterzubilden, daß das Zusammenschweißen der berippten Mantelstreifen nur noch einseitig von der glatten bzw. unberippten Seite notwendig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an jedem berippten Mantelstreifen mindestens der eine Seitenschenkel um die Materialdicke des anderen Seitenschenkels parallel zu sich selbst versetzt an der benachbarten Rippe angeformt wird.

Durch diese Maßnahmen können die berippten Mantelstreifen unabhängig von ihren Toleranzmaßnahmen unsortiert lotrecht in die Vorrichtung zum Zusammenschweißen eingestellt werden, wobei jeweils der versetzt angeformte Seitenschenkel des einen Mantelstreifens den unversetzten Seitenschenkel des benachbarten Mantelstreifens teilweise überlappt In die muldenförmige Vertiefung, die dadurch gebildet ist, wird die Schweißnaht gelegt Durch die verschiedenen Maße der Mantelstreifen innerhalb der Toleranzgrenze verändert sicn zwar die Breite der Vertiefung. Dieses ist aber für die Schweißung nicht von Bedeutung, weil das zugeführte Schweißmaterial durch die muldenförmigen Vertiefungen nicht mehr hindurchfallen kann.

Insbesondere ist nunmehr auch das der gegenseitigen Verschweißung der Mantelstreifen vorausgehende Heftschweißen nicht mehr erforderlich. Außerdem können weiterhin das Zusammenschweißen der Mantelstreifen automatisiert und mehrere Schweißpistolen für mehrere Schweißnähte gleichzeitig in Einsatz gebracht werden. Dadurch wird nicht nur Schweißmaterial, sondern auch in erheblichem Maße elektrische Energie eingespart. Außerdem ist nur ein Bruchteil des bisher notwendigen Arbeits- und Schweißaufwandes erforderlich. Das jeweils ge-vünschte Innenrippenrohr kann also in einer außerordentlich wirtschaftlichen Weise und mit einer hohen Maßgenauigkeit hergestellt werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung jeweils in Stirnansicht:

Fig. 1 einen berippten, aus der Strangpresse kommenden Mantelstreifen mit jeweils einem in der Höhe versetzten Seitenschenkel,

Fig. 2 den Mantelstreifen nach Fig. 1 mit gerade gestrecktem Querschnitt, bei dem die unberippte Seite eine Ebene bildet,

Fig.3 die einander zugekehrten Rippen zweier benachbarter Mantelsrreifen eines Innenrippenrohres mit den sich einander aberlappenden Seitenschenkeln,

F i g. 4 einen kreissektorartigen Ausschnitt aus einein Innenrippenrohr in der neuen Ausführung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll zunächst kurz die bisherige Ausführungsform eines Innenrippenrohres erläutert werden.

Jedes Innenrippenrohr 1 wird von einer Anzahl mehrfach berippter Mantelstreifen 2 gebildet Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel hat jeder Mantelstreifen 2 fünf Rippen 3, die als Innenrippen auf der konkaven Seite des gebrauchsfertigen Mantelstreifens angeformt sind. Außerdem ist an jeder Längsseite eines Mantelstreifens ein Seitenschenkel 4 bzw. 5 angeformt, dessen freie Längsseite bisher- abgerundet ist und mit der Längsseite des benachbarten Seitenschenkels eines im Umfang folgenden Mantelstreifens durch eine X-Naht zusammengeschweißt wird. Beide Seitenschenkel 4 und 5 bilden die Fortsetzung des Mantelstreifens quer zu dessen Längsrichtung und haben mit diesem die auch unverrippte Seite gemeinsam. Im Jjrigen kann die Anzahl der Kippen jedes Manieisircifrns aber auch mehr oder weniger als fünf Rippen betragen.

Die im Strangpreßverfahren hergestellten Mantelstreifen werden vom Preßwerk strangweise bzw. in Stangen geliefert. Bei der engen Rippenteilung von annähernd 20 Millimeter und einer Rippenhöhe von annähernd 30 Millimeter müssen die Rippen 3 beim heutigen Fertigungsverfahren nach außen divergieren. Demgemäß wird auch jeder eine Anzahl berippte Mantelstreifen 2 bildende Strang entgegen der Gebraischsform der Mantelstreifen quer zu seiner Längsrichtung konvex durchgewölbt, so daß sich die Rippen auf der konvexen Seite des Stranges befinden und auf dieser senkrecht stehen, vgl. hierzu auch F i g. 1.

Es ist auch möglich, die Mantelstreifen bei einer größeren Teilung als 20 Millimeter mit gerade gestrecktem Querschnitt-entsprechend F i g. 2 — durch das Strangpreßverfahren herzustellen. In beiden Ausführungsformen gelangen die aus einer Anzahl berippter Mantelstreifen bestehenden Stränge an den Hersteller von druckgas- bzw. druckölbeheizten Heizkesseln, vgl. F i g. 1 und 2.

Wie bereits beschrieben, werden die Mantelstreifen durch Biegen parallel zu ihrer Längsrichtung in einen gebrauchsfertigen Zustand gebracht, sortiert, in einer Vorrichtung lotrecht zusammengestellt, jede Schweißspalte kontrolliert, geheftet und dann von beiden Seiten verschweißt. Um diesen hohen Aufwand bei der bisherigen Herstellungsweise von Innenrippenrohren zu vermeiden, wird erfindungsgemäß jeder berippte Mantelstreifen bzw. ein aus einer Anzahl von beripptan Mantelstreifen bestehender Strang so ausgebildet, daß bei Verwendung von als günstig sich herausgestellten Abmessungen nämlich bei einer Rippenteilung von annähernd 20 Millimeter und einer Rippenhöhe von annähernd 30 Millimeter, an jedem berippten Mantelstreifen 2 der eine Seitenschenkel 4 bzw. 5 um die Materialdicke des anderen Seifenschenkels 5 bzw. 4 parallel zu sich selbst versetzt an der benachbarten Rippe 3 angeformt wird, vgl. F i g, 1 und 2, Dadurch überlappen sich die Seitenschenkel 4 und 5 zweier benachbarter Mantelstreifen 2, wobei durch die Überlappung eine Mulde oder Vertiefung entsteht, die innen durch den überlappenden versetzten Seitenschenkel 5 abgedeckt wird. In diese Mulde oder Vertiefung wird die Schweißnaht gelegt und damit die zwei miteinander zu verschweißenden berippten Mantel-

streifen flüssigkeitsdicht verbunden. Das Innenrippenrohr kann auf diese Weise erheblich schneller und mit wesentlich kleinerem Aufwand an Schweißmaterial und elektrischer Energie hergestellt werden. Außerdem kann nunmehr — insbesondere der Schweißvorgang — automatisiert werden.

Damit die Schweißmulde 8 zweier sich überlappender Seitenschenkel 4 und 5 benachbarter berippter Mantelstreifen entsprechend geräumig V-förmig gestaltet und Ober den Bereich des überlappenden Seitenschenkels 5 to eine zuverlässig flüssigkeitsdichte Verschweißung möglich ist, wird zunächst der versetzte Seitenschenkel 5 an der der glatten Mantelfläche des jeweiligen Mantelstreifens zugekehrten Fläche insbesondere im Bereich der Wurzel dieses Seitenschenkels 5 durch eine Hinter- i> schneidung (6) ausgeformt. Außerdem wird die Begrenzungsfläche zwischen dem versetzten Seitenschenkel 5 und der glatten Mantelfläche 9 des berippten Mantel-Mrci'ciiä 2 zur Mantelfläche 9 sich schräg nach auswärts erweiternd ausgebildet, so daß diese schräge Fläche 10 2" mit der Mantelfläche 9 einen stumpfen Winkel einschließt und die eine Begrenzungsfläche der V-förmigen Schweißmulde 8 bildet. Schließlich ist auch noch das freie Ende des unversetzten Seitenschenkels 4 jedes berippten Mantelstreifens 2 derart abgeschrägt, daß die abgeschrägte Schmalfläche It mit der glatten Mantelfläche 9 des zugeordneten berippten Mantelstreifens ebenfalls einen stumpfen Winkel ergibt und die andere Begrenzungsfläche der V-förmigen Schweißmulde 8 bildet.

F i g. 4 zeigt einen kreissektorartigen Ausschnitt aus einem Innenrippenrohr 1, bei dem die U-förmigen, von den Rippen des Innenrippenrohres begrenzten Heizgaskanäle durch eine Brennkammerwand 13 aus hitzebeständigem Werkstoff verschlossen sind. Die Brennkammerwand 13 umhüllt die nicht dargestellte Brennkammer des Heizkessels, in dem die Flamme zurückgeführt und anschließend die heißen Heizgase durch die Heizgaskanäle 7 des Innenrippenrohres t in den Rauchgasabzug geführt werden, wogegen die glatte Mantelfläche 9 von dem zu erhitzenden Wasser umspült wird.

Die Erfindung ist nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise Rippenteilung und Rippenhöhe geändert werden. Auch kann die Breite der Seitenschenkel variiert und so ausgebildet werden, daß sie die halbe Teilung zuzüglich mindestens der größten Minustoleranz überschreitet.

Insbesondere können auch beide Seitenschenkel eines berippten Mantelstreifens um ihre Materialdicke parallel zu sich selbst versetzt an der jeweils benachbarten Rippe angeformt sein. In einem solchen Fall weist dann der jeweils benachbarte Mantelstreifen unversetzte, mit dessen glatter Seite bündige Seitenschenkel auf, woran sich an diesen Mantelstreifen jeweils wieder ein solcher mit versetzten Seitenschenkeln anschließt usw.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2

Patentansprüche: Rippen auf der konvexen Seite des kreissegmentformi-

gen Querschnittes radial nach außen, Allerdings werden

\, Innenrippenrohr für druckgas- oder druckölbe- auch Mantelstreifen hergestellt, bei denen die unberippheizte Heizkessel, bestehend aus einteiligen, in der te Seite eine Ebene bildet. Dieses ist aber nur möglich, Längsrichtung mehrfach berippten und an den 5 wenn die Rippenteilung die des Innenrippenrohres nach Längsseiten miteinander verschweißten Mantel- der Erfindung bedeutend überschreitet, streifen mit einer dem Innenrippenrohr entspre- Um eine möglichst wirtschaftliche Herstellung der chenden Länge, wobei jeder Mantelstreifen an jeder jeweils einen Strang bildenden Mantelstreifenprofile im Längsseite einen Seitenschenkel mit einer dem Preßwerk zu gewährleisten, müssen in bezug au? die den Mantelstreifen entsprechenden Dicke und einer io Umfang eines Innenrippenrohres bestimmende Länge annähernd der halben Rippenteilung entsprechen- der Mantelstreifenquerschnitte sowohl Minus- als auch den Breite aufweist, dadurch ge ken η ze ich- Plustoleranzen zugelassen werden. Bei neuwertiger net, daß an jedem berippten Mantelstreifen (2) Profilform der Strangpresse müssen deshalb in einem mindestens der eine Seitenschenkel (4 bzw. S) um die vertretbaren Maß Mir;ustoleranzen und nach einer ' Materialdicke des anderen Seitenschenkels (5 bzw. is gewissen Gebrauchsdauer der Profilform infolge der 4) parallel zu sich selbst versetzt an der benachbar- dadurch bedingten Abnutzung in einem noch vertretbaten Rippe (3) angeformt ist ren Umfang Plustoleranzen in Kauf genommen werden.

2. Innenrippenrohr nach Anspruch 1, dadurch Erst wenn diese vorbestimmten Plustoleranzen übergekennzeichnet, daß der versetzte Seitenschenkel schritten werden, muß die Profilform der Strangpresse (5) an der <L:r glatten Mantelfläche (9) des berippten 20 erneuert werden.

Manteistretfens (2) zugekehrten Fläche im Bereich Zur Weiterverarbeitung werden dann die für ein

der Wurzel dieses Seitenschenkels (5) hinterschnit- gewünschtes Innenrippenrohr notwendigen berippten

ten ausgeformt ist Mantelstreifen vom gelieferten Strang abgelängt, wobei

3. Innenrippenrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, die Länge der Mantelstreifen der Länge dieses dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche 25 Innenrippenrohres entspricht Alsdann wird jeder des berippten Mantelstreifens (2) zwischen dem Mantelstreifen zu einem Kreissegment mit dem versetzten Seitenschenkel (5) und der glatten gewünschten Außeadurehmesser des innenrippenroh-Mantelfläche (9) als schräge sich nach auswärts res durchgebogen, wobei nunmehr die einander erweiternde Fläche (10) ausgebildet ist, die mit der benachbarten Rippen zueinander konvergieren. Dieses glatten Mantelfläche (9) einen stumpfen Winkel 30 Durchbiegen der Mantelstreifen kann mittels einer bildet. Presse oder durch profilierte Rollen erfolgen. Es ist auch

4. Innenrippenrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, möglich, ganze Stäbe durch diesen Rollvorgang in den dadurch gekennzeichnet, du*l das freie Ende des gewünschten Außendurchmesser des Innenrippenrohunversetzten Seitensd.erkels (4) jedes berippten res zu biegen und dann die Segmentstücke abzulängen. Mantelstreifens (2) derart abfc ;schrägt ist, daß die 35 Bevor jedoch die in dieser Weise vorbereiteten abgeschrägte Schmalfläche (11) des unversetzten Manteistreifen zu einem Innenrippenrohr zusammenge-Schenkels (4) mit der glatten Mantelfläche (9) des schweißt werden können, müssen die Segmentstücke berippten Mantelstreifens (2) einen stumpfen Winkel nach Plus- und Minustoleranzen sortiert und in einer bildet. Vorrichtung derart lotrecht zu dem gewünschten

5. Innenrippenrohr nach den Ansprüchen 1 bis 4, «o Innenrippenrohr zusammengestellt werden, daß unter dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenschenkel Einhaltung des gewünschten Außendurchmessers sich (4 bzw. 5) eines mit einer Teilung von etwa die Minus- und Plustoleranzen ausgleichen, damit die 20 Millimeter und einer Rippenhöhe von etwa beiderseits der Manteistreifen verlaufenden Schweiß-30 Millimeter berippten Mantelstreifens eine die spalte möglichst gleich groß bzw. nicht zu breit sind, halbe Teilung der Rippen (3) um mindestens die +5 Anschließend werden die zu einem Innenrippenrohr größte Minustoleranz überschreitende Breite auf- zusammengestellten Mantelstreifen an verschiedenen weist. Stellen der Längsseiten der Seitenschenkel durch

Heftschweißen miteinander verbunden und dann auf der

Rohrinnenseite uud auch auf der Rohraußenseite

-*⁰ verschweißt. Trotz sorgfältiger Auswahl der Manteistreifen ergeben sich je Innenrippenrohr verschieden

Die Erfindung bezieht sich auf ein Innenrippenrohr breite Schweißspalte, so daß aus diesem Grunde die für druckgas- oder druckölbeheizte Heizkessel, beste- Innen-und auch die Außenschweißnähte nur von Hand hend aus einteiligen, in der Längsrichtung mehrfach und nicht mit einer Maschine automatisch ausgeführt berippten und an den Längsseiten miteinander ver- ⁵⁵ werden können. Sind die Schweißspalte relativ breit schweißten Mantelstreifen mit einer dem Innenrippen- ausgefallen, so besteht die Gefahr, daß die Schweißnaht rohr entsprechenden Länge, wobei jeder Mantelstreifen durchbricht.

an jeder Längsseite einen Seitenschenkel mit einer dem Die breiten Schweißspalte wirken sich auch auf das

Mantelstreifen entsprechenden Dicke und einer annä- fertige Innenrippenrohr nachteilig aus. Durch die hemd der halben Rippenteilung entsprechenden Breite ⁶⁰ größere Schweißmaterialzuführung und die stärkere aufweist. Erwärmung zieht sieh das Innenrippenrohf beim

Innenrippenrohre dieser Art sind marktüblich. Die Erkalten so stark zusammen, daß der Außendurchmeshierzu notwendigen berippten Mantelstreifen werden ser zu klein wird, wodurch Schwierigkeiten beim als Strangpreßprofile vom Preßwerk in Stäben geliefert. Einschweißen des Innenrippenrohres in das den Die Mantelstreifen sind jedoch im Querschnitt gegen- ⁶⁵ Wassermantel umgrenzende Gehäuse für den Heizkesüber dem gebrauchsfertigen Mantelstreifen in entgc- sei auftreten. Auch der Innendurchmesser des Innenripgengesetzter Richtung kreissegmentförmig durchge- penrohres, in dem die den Brennraum am äußeren und wölbt. Bei einem solchen Strang verlaufen mithin die die Heizgaskanäle des Innenrippenrohres am inneren