DE4216474A1 - METHOD FOR PRODUCING A DOUBLE-WALLED HEATING SLEEVE - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A DOUBLE-WALLED HEATING SLEEVEInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ei nes doppelwandigen Heizschachtes eines brennerbeheizten Warmwas sergerätes, bei dem der Innen- und der Außenmantel in Randbe reichen dicht miteinander verbunden werden und der mit Anschluß rohren für die Zu- und Abfuhr eines den Heizschacht durchströmen den Heizmediums versehen wird gemäß den Oberbegriffen der neben geordneten Ansprüche 1, 8 und 10.The invention relates to a method for producing egg n double-walled heating shaft of a burner-heated hot water sergerätes, in which the inner and outer sheath in Randbe are tightly connected and connected pipes for the supply and discharge of a flow through the heating shaft the heating medium is provided according to the generic terms of the next ordered claims 1, 8 and 10.
Nach den bekannten Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Heizschächten werden die Mäntel zunächst verformt, um zwischen den Mänteln einen bestimmten lichten Raum zu schaffen. Anschlie ßend werden die Mäntel in den Randzonen miteinander dicht verbun den.According to the known processes for the production of double-walled Heating shafts, the jackets are first deformed to between to create a certain clear space for the coats. Then The coats are tightly bonded together in the edge zones the.
Dies erfordert einen hohen Herstellungsaufwand. Außerdem zeigt sich bei den herkömmlich hergestellten Heizschächten, daß diese nicht besonders druckfest sind und es bei einer Beaufschlagung mit dem vorgesehenen Prüfdruck zu einer unerwünschten Verformung der Mäntel des Heizschachtes kommen kann.This requires a high manufacturing effort. Also shows the conventionally manufactured heating shafts that this are not particularly pressure-resistant and it does when subjected to pressure with the intended test pressure to an undesired deformation the jacket of the heating shaft can come.
Zum Verbinden werden die Außen- und Innenmäntel miteinander ver schweißt. Die Anschlußrohre werden mit dem Außenmantel ebenfalls durch Schweißnähte verbunden. Nachteilig dabei ist neben einer relativ aufwendigen Herstellung, daß bei der Materialwahl für die Mäntel und die Anschlußrohre auf deren Schweißbarkeit Rücksicht genommen werden muß.To connect the outer and inner shells are ver welds. The connecting pipes are also with the outer jacket connected by welds. The disadvantage here is next to one relatively elaborate production that in the choice of materials for the Coats and the connecting pipes take into account their weldability must be taken.
Schwierigkeiten ergeben sich darüber hinaus dadurch, daß die Übergangsbögen gegenüber den Bereichen, in denen der Innenmantel vom Außenmantel distanziert ist, durch Bereiche getrennt werden müssen, in denen der Außen- und der Innenmantel gegeneinander ab gedichtet sind.Difficulties also arise from the fact that Transition arches opposite the areas where the inner jacket is distanced from the outer jacket, separated by areas must, in which the outer and inner sheath against each other are sealed.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine einfache Herstellung eines Heizschachtes ermöglicht. Insbesondere ist dabei eine ausreichende Abdichtung der Übergangsbögen gegen die einen im wesentlichen durchgehenden Hohlraum begrenzenden Be reiche sicherzustellen.The aim of the invention is to propose a method that a enables easy manufacture of a heating shaft. In particular is sufficient sealing of the transition arches against the Be a substantially continuous cavity delimiting ensure rich.
Weiterhin ist ein hohes Maß an Druckfestigkeit und Formstabilität des Doppelmantel-Heizschachtes zu gewährleisten.Furthermore, there is a high level of compressive strength and dimensional stability to ensure the double jacket heating shaft.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 10 erreicht.According to the invention this is due to the characterizing features of the Claims 1, 8 and 10 achieved.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Heizschacht einfach durch Verformen von Blechen herzustellen. Dadurch kann die Mate rialauswahl allein nach den Gesichtspunkten der Korrosionsbestän digkeit und der guten Verformbarkeit erfolgen. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß die Aufweitung des Innenraumes des Heiz schachtes durch eine Beaufschlagung des Zwischenraumes zwischen den beiden Mänteln des Heizschachtes mit einem entsprechend hohen Druck schon bei der Herstellung vorweggenommen wird und es bei einer nachfolgenden Beaufschlagung mit dem vorgesehenen Prüfdruck zu keiner weiteren Verformung des Heizschachtes kommen kann.Through these measures, it is possible to easily the heating shaft by forming sheet metal. This allows the mate Selection of materials solely on the basis of corrosion resistance strength and good ductility. Also results the advantage that the expansion of the interior of the heater shaft by loading the space between the two jackets of the heating shaft with a correspondingly high Pressure is anticipated during manufacture and it is added a subsequent application of the intended test pressure no further deformation of the heating shaft can occur.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen gekennzeichnet beziehungsweise werden nachstehend zusam men mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Advantageous developments of the invention are in the Unteran sayings marked or are together below men with the description of the preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt eines Heizschachtes während einer Zwischenstufe des Verfahrens, Fig. 1 shows schematically a section of a heater well during an intermediate stage of the process,
Fig. 2 und 3 Details der Verbindung der beiden Mäntel des Heizschachtes nach der Fig. 1, Fig. 2 and 3 details of the connection of the two coats of the heater of FIG. 1,
Fig. 4 ein Detail der Verbindung der beiden Mäntel des Heiz schachtes nach einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 shows a detail of the connection of the two coats of the heating shaft according to a further embodiment,
Fig. 5 schematisch den Anschluß eines Anschlußrohres an den Heizschacht, Fig. 5 shows schematically the connection of a connecting pipe to the heating shaft,
Fig. 6 schematisch eine Variante eines Anschlusses eines An schlußrohres an den Heizschacht, Fig. 6 shows schematically a variant of a connection of a circuit to the pipe to the heating shaft,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Heizschacht, Fig. 7 is a plan view of a heater well,
Fig. 8 ein Detail im Schnitt des Heizschachtes nach der Fig. 7, Fig. 8 shows a detail in section of the heater of FIG. 7,
Fig. 9 eine axonometrische Darstellung eines Eckbereiches des Heizschachtes, Fig. 9 is an axonometric view of a corner region of the heater,
Fig. 10 bis 12 verschiedene Stadien des Zusammenfügens von Teilen zu einem Heizschacht, Fig. 10 to 12 show various stages of assembly of parts to a heater well,
Fig. 13 schematisch die Verformung der Teile mittels zweier Stempel, Fig. 13 shows schematically the deformation of the parts by means of two punches,
Fig. 14 eine Seitenansicht eines Heizschachtes, Fig. 14 is a side view of a heating chamber,
Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 14, Fig. 15 shows a section along the line II-II in FIG. 14,
Fig. 16 schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Heiz schachtes vor der Aufweitung, Fig. 16 schematically shaft a section through a part of a heating before expansion,
Fig. 17 einen Schnitt gemäß Fig. 16 nach dem Aufweiten, Fig. 17 is a sectional view of FIG. 16 after expansion,
Fig. 18 einen Verstärkungsteil in axonometrischer Darstellung und die Fig. 18 shows a reinforcement part in an axonometric view and
Fig. 19 bis 23 verschiedene Querschnitte von Verstärkungstei len. Figure 19 len. To 23 various cross-sections of Verstärkungstei.
Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, die einen Ausschnitt aus ei nem Heizschacht 1 zeigt, weist dieser zwei Mäntel, einen Innen mantel 2 und einen Außenmantel 3 auf. Diese beiden Mäntel 2 und 3 sind in ihren Randbereichen durch einander übergreifende abgebo gene Randabschnitte 4 miteinander verbunden. Dabei sind die Randabschnitte 4 der beiden Mäntel 2 und 3 mit zahnartig ausge bildeten Vorsprüngen 5, 6 beziehungsweise 51, 61 versehen (Fig. 2 und 3). Von diesen ist jeder zweite Vorsprung 6, 51 um ca. 90° abgebogen und durchsetzt einen Durchbruch 7 der parallel zu der Ebene des Mantels 2, 3 verlaufenden Vorsprünge 5, 61. Wie durch die Pfeile 8 angedeutet, werden die aus den Vorsprüngen 5, 61 vorragenden Abschnitte abgebogen, wodurch es zu einer festen Verbindung der beiden Mäntel 2 und 3 kommt.As can be seen from Fig. 1, which shows a section of egg nem heater 1 , this has two jackets, an inner jacket 2 and an outer jacket 3 . These two coats 2 and 3 are connected to one another in their edge regions by overlapping abo gene edge portions 4 . The edge portions 4 of the two shells 2 and 3 are provided with tooth-like projections 5 , 6 and 51, 61 ( Fig. 2 and 3). Of these, every second projection 6 , 51 is bent by approximately 90 ° and passes through an opening 7 of the projections 5 , 61 running parallel to the plane of the jacket 2 , 3 . As indicated by the arrows 8 , the sections projecting from the projections 5 , 61 are bent, as a result of which the two jackets 2 and 3 are firmly connected.
Dabei ist im Bereich der abgewinkelten Vorsprünge 51 des Innen mantels 2 eine Sicke 9 angeordnet, die zur Aufnahme einer umlau fenden Rundschnurdichtung 10 dient.In this case, a bead 9 is arranged in the region of the angled projections 51 of the inner jacket 2 and serves to receive a round cord seal 10 .
Fig. 4 zeigt eine Variante der Verbindung der beiden Mäntel 2 und 3, bei der die beiden Mäntel 2, 3 glatte Ränder aufweisen, die durch eine Falznaht 11 miteinander verbunden sind. Fig. 4 shows a variant of the connection of the two jackets 2 and 3 , in which the two jackets 2 , 3 have smooth edges which are connected to one another by a fold seam 11 .
Fig. 5 zeigt den Anschluß eines Anschlußrohres 12 an den Außen mantel 3. Dieser ist mit rohrartigen Ansätzen 13 versehen, deren freie Enden mit nach innen gerichteten Flanschen 14 versehen sind. Fig. 5 shows the connection of a connecting pipe 12 to the outer jacket 3rd This is provided with tubular lugs 13 , the free ends of which are provided with inwardly directed flanges 14 .
Die Anschlußrohre 12 weisen einen den Innendurchmesser der Flan sche 14 unterschreitenden Durchmesser auf und durchsetzen diese. Dabei sind die Anschlußrohre 12 mit einem angestauchten Bund 15 versehen, der zur Anlage an der Außenseite der Flansche 14 vorge sehen ist.The connecting tubes 12 have an inner diameter of the flange 14 undershot diameter and enforce this. The connecting pipes 12 are provided with an upset collar 15 , which is seen for abutment on the outside of the flanges 14 .
Das in den rohrartigen Ansatz 13 des Außenmantels 3 eingesteckte Ende des Anschlußrohres 12 ist zu einem nach außen gerichteten Flansch 16 verformt, wobei zwischen den Flanschen 16 und 14 eine umlaufende Dichtung 17 in Form eines O-Ringes eingelegt ist.The end of the connecting tube 12 inserted into the tubular extension 13 of the outer jacket 3 is deformed into an outwardly directed flange 16 , a circumferential seal 17 in the form of an O-ring being inserted between the flanges 16 and 14 .
Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 dadurch, daß zwischen dem Flansch 16 des Anschluß rohres 12 und der Dichtung 17 ein Ring 18 mit ebenen Stirnflächen eingelegt ist.The embodiment of FIG. 6 differs from that of FIG. 5 in that a ring 18 is inserted with flat end faces between the flange 16 of the connecting tube 12 and the seal 17 .
Fig. 7 zeigt einen Heizschacht 1 in Draufsicht, der einen rechteckigen Innenraum 21 umschließt. Der Heizschacht 1 weist einen Doppelmantel 19 auf, bestehend aus einem Innenmantel 2 und einem Außenmantel 3, in dessen Schmalseiten 20 Rohre 21 eines La mellenwärmetauschers eingesetzt sind. Diese Rohre 21 sind über durch Ausbauchungen 22 gebildete Übergangsbögen miteinander ver bunden. Fig. 7 shows a heating shaft 1 in plan view, which encloses a rectangular interior 21 . The heating shaft 1 has a double jacket 19 , consisting of an inner jacket 2 and an outer jacket 3 , in the narrow sides 20 tubes 21 of a La plate heat exchanger are used. These tubes 21 are connected to each other via transition arches 22 formed by bulges.
Wie aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist, sind die Ausbauchun gen 22 von Bereichen 23 umschlossen, in denen der Außenmantel 3 dicht an den Innenmantel 2 anliegt.As can be seen from FIGS. 8 and 9, the Ausbauchun conditions 22 are surrounded by areas 23 in which the outer jacket 3 lies tightly against the inner jacket 2 .
Der Innenmantel 2 des Heizschachtes 1 ist mit angeformten Rohr stutzen 24 versehen, in denen die Rohre 21 dicht eingesetzt sind.The inner jacket 2 of the heating shaft 1 is provided with molded tube 24 , in which the tubes 21 are inserted tightly.
Über den gesamten Umfang des Heizschachtes 1 erstreckt sich ein Bereich 25, in dem der Innenmantel 2 vom Außenmantel 3 distan ziert ist, wodurch sich zwischen diesen ein von einem zu erwär menden Medium durchströmbarer Raum 26 ergibt. Dabei sind in den Außenmantel 3 Sicken 27 eingearbeitet, in deren Bereich der In nenmantel 2 und der Außenmantel 3 durch Punktschweißen oder Löten miteinander verbunden sind. Extending over the entire circumference of the heating shaft 1 is an area 25 in which the inner jacket 2 is distanced from the outer jacket 3 , which results in a space 26 through which a medium to be heated can flow. In this case, 3 beads 27 are incorporated into the outer jacket, in the area of which the inner jacket 2 and the outer jacket 3 are connected to one another by spot welding or soldering.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen das Fügen und Verbinden des Innen mantels 2 mit dem Außenmantel 3.The FIGS. 10 to 12 show the joining and fastening of the inner shell 2 with the outer casing 3.
Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, werden der Innenmantel 2 und der Außenmantel 3 zusammengesteckt, wobei diese durch Preßteile ge bildet sind, und mit den Ausbauchungen 22, den Rohrstutzen 24 und den Rohren 21 versehen sind. Durch das Zusammenstecken ergeben sich im Randbereich im wesentlichen annähernd kongruent gekrümmte Bereiche 28 und 281, an die schräg verlaufende nahezu gerade Ab schnitte 29 und 291 anschließen. Hieran schließt sich ein weite rer gekrümmter Bereich 30 und 301 an, wobei die beiden Krümmungen s-artig verlaufen und wobei diese nicht der endgültigen Form des Heizschachtes 1 entsprechen und einen Spalt aufweisen.As can be seen from Fig. 10, the inner jacket 2 and the outer jacket 3 are plugged together, these are formed by pressed parts ge, and are provided with the bulges 22 , the pipe socket 24 and the tubes 21 . By plugging together there are essentially approximately congruently curved areas 28 and 281 in the edge region, to which obliquely extending sections 29 and 291 connect. This is followed by a further curved region 30 and 301 , the two curvatures running in an S-like manner and these not corresponding to the final shape of the heating shaft 1 and having a gap.
Wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, wird in einem zweiten Schritt der Winkel des schrägen Abschnittes 29, 291 verkleinert, wodurch die gekrümmten Bereiche 28, 281 in ihren an die Schmalseiten des Heizschachtes 1 anschließenden Rändern und im gekrümmten Bereich 28, 281 zur dichten Anlage aneinander kommen und der Spalt nahezu verschwindet. In diesem Bereich kann die absolute Dichtigkeit durch Schweißen erzielt werden.As can be seen from FIG. 11, the angle of the inclined section 29 , 291 is reduced in a second step, as a result of which the curved regions 28 , 281 are sealed in their edges adjoining the narrow sides of the heating shaft 1 and in the curved region 28 , 281 System come together and the gap almost disappears. In this area, absolute tightness can be achieved by welding.
Gemäß dem Übergang vom Zustand gemäß Fig. 11 in den der Fig. 12 wird der konkave Teil 37, 371 der Doppelkrümmung in eine Konvexe überführt, die den endgültigen Zustand darstellt. Aus den Krüm mungen 28, 30 und 37 sowie 281, 301 und 371 wird eine einzige Rundung 36 erzielt.According to the transition from the state according to FIG. 11 to that of FIG. 12, the concave part 37 , 371 of the double curvature is converted into a convex, which represents the final state. From the curvatures 28 , 30 and 37 and 281 , 301 and 371 , a single rounding 36 is achieved.
Wie aus der Fig. 13 zu ersehen ist, wird diese Verformung mit tels zweier Stempel 31 und 37 durchgeführt. Dabei unterstützt der Stempel 31 den gekrümmten Bereich 281 des Innenmantels 2 und wird entsprechend dem Pfeil 33 gegen die Längsseite 34 zu bewegt. Da bei wird gleichzeitig der Stempel 32 entsprechend dem Pfeil 35 bewegt.As can be seen from FIG. 13, this deformation is carried out by means of two punches 31 and 37 . The punch 31 supports the curved region 281 of the inner casing 2 and is moved towards the longitudinal side 34 in accordance with the arrow 33 . Since at the same time the punch 32 is moved according to the arrow 35 .
In einem zusätzlichen Arbeitsgang gemäß Fig. 12 kommt es zur Ausformung einer Rundung 36, in der der Innenmantel 2 dicht am Außenmantel 3 anliegt.In an additional operation according to FIG. 12, a rounding 36 is formed , in which the inner jacket 2 lies tightly against the outer jacket 3 .
Wie aus den Fig. 14 und 15 zu ersehen ist, weist der Heiz schacht 1 zwei voneinander distanzierte Mäntel 2 und 3 auf, wobei der äußere Mantel 3 von zwei Anschlußstutzen 38 und 39 durchsetzt ist, über die ein zu erwärmendes Medium zu- und abströmen kann.As can be seen from FIGS . 14 and 15, the heating shaft 1 has two spaced-apart jackets 2 and 3 , the outer jacket 3 being penetrated by two connecting pieces 38 and 39 , via which a medium to be heated flows in and out can.
Wie aus der Fig. 14 zu ersehen ist, sind die beiden Mäntel 2 und 3 außer in deren Randbereichen, in denen sie dicht miteinander verbunden sind, noch an verschiedenen Punkten 40 miteinander ver bunden, beispielsweise mittels Schweißpunkten.As can be seen from FIG. 14, the two shells 2 and 3 are in addition to their edge regions, in which they are tightly connected, still connected to each other at different points 40 , for example by means of welding points.
Die Herstellung des Heizschachtes 1 erfolgt in der Weise, daß die beiden Mäntel 2 und 3, abgesehen von deren abgewinkelten Randbe reichen 41, 42 im wesentlichen eben ausgestaltet sind. Dabei wer den die Randbereiche 41, 42 miteinander dicht verbunden, zum Bei spiel verschweißt. Der zwischen den beiden Wänden 2 und 3 ver bleibende Zwischenraum wird nach der Herstellung der Verbindung der Randbereiche und der Herstellung der punktweisen Verbindungen über die Anschlußstutzen 38, 39 mit einem über dem vorgegebenen Prüfdruck liegenden Druck beaufschlagt. Dadurch kommt es zu einer Aufweitung des Zwischenraumes zwischen den beiden Mänteln 2 und 3 aufgrund einer plastischen Verformung der beiden Mäntel 2, 3. The heating shaft 1 is produced in such a way that the two jackets 2 and 3 , apart from the angled edge portions 41 , 42 , are essentially flat. The who the edge areas 41 , 42 tightly connected to each other, for example welded. The space remaining between the two walls 2 and 3 ver is acted upon after the connection of the edge regions has been established and the point-by-point connections have been made via the connecting pieces 38 , 39 with a pressure above the predetermined test pressure. This leads to an expansion of the space between the two shells 2 and 3 due to a plastic deformation of the two shells 2 , 3 .
Dabei wird durch die über die gesamte Mantelfläche des Heiz schachtes 1 verteilt angeordneten Verbindungspunkte 40 ein Auf bauchen der beiden Mäntel 2, 3 weitgehend vermieden, so daß sich eine im wesentlichen prismatische Gestalt des Heizschachtes 1 er gibt. Dabei weisen die Wände 2, 3 allerdings diverse Verformungen auf, die durch die Verbindungspunkte 40 bedingt sind, wie Fig. 15 zeigt.It is largely avoided by the arranged over the entire lateral surface of the heating shaft 1 connecting points 40 a bulge on the two jackets 2 , 3 , so that there is a substantially prismatic shape of the heating shaft 1 he. The walls 2 , 3, however, have various deformations which are caused by the connection points 40 , as shown in FIG. 15.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind in den Eckbereichen des Heizschachtes 1 Verstärkungsteile 43 angeordnet.As can be seen from Fig. 2, 1 reinforcing parts 43 are arranged in the corner regions of the heating shaft.
In der Fig. 18 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Ver stärkungsteiles 43 dargestellt, der, wie auch aus Fig. 19 zu er sehen ist, einen im wesentlichen kammartigen Querschnitt auf weist. Dabei ist der die Schenkel 44 verbindende Steg 45 gekrümmt ausgebildet, wobei dessen Krümmung der gewünschten Krümmung des Außenmantels 3 entspricht.In Fig. 18 an embodiment of such a reinforcement member 43 is shown, which, as can also be seen from Fig. 19, has a substantially comb-like cross section. The web 45 connecting the legs 44 is curved, its curvature corresponding to the desired curvature of the outer jacket 3 .
Die Fig. 20 bis 22 zeigen Querschnitte von Verstärkungsteilen 43, wobei die Fig. 20 einen mäanderförmigen Querschnitt, die Fig. 21 einen zickzackförmigen und die Fig. 22 einen schlangenli nienförmigen Querschnitt zeigen. Bei allen diesen Querschnitten ist ein bestimmten Mindestabstand zwischen den Mänteln 2, 3 gege ben. Figs. 20 to 22 show cross sections of reinforcement members 43, FIGS. 20 22 show a meandering cross-section, Fig. 21 is a zigzag-shaped and Fig. Schlangenli nienförmigen a cross-section. In all of these cross sections, a certain minimum distance between the jackets 2 , 3 is given.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 23 ist ein im Querschnitt rechteckiges Formrohr vorgesehen, das entsprechend gebogen ist, um der gewünschten Krümmung des äußeren Mantels 3 zu folgen.In the embodiment according to FIG. 23, a shaped tube with a rectangular cross section is provided, which is bent accordingly in order to follow the desired curvature of the outer jacket 3 .
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