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Verfahren zum Herstellen von U-förmigen Rohrstücken Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von U-förmigen Rohrstücken, z. B. für Überhitzerelemente,
durch Biegen eines an der Biegestelle wulstförmig ausgebildeten Rohres. Die bekannte
Verwendung eines solchen Rohres mit Wulst hat gegenüber dem Biegen eines auf seiner
ganzen Länge gleich weiten Rohres den Vorteil, daß der freie Durchgangsquerschnitt
im Rohrknie durch Flachdrücken des Rohres nicht verringert wird, man es vielmehr
in der Hand hat, durch entsprechende Bemessung der wulstförmigen Erweiterung den
freien Durchgangsquerschnitt im Rohrknie sogar größer zu erhalten als in den sich
anschließenden Rohrschenkeln, wie es sonst nur bei Aufsetzen einer besonderen Kappe
o. dgl. und nicht beim einfachen Biegen eines Rohrstückes möglich ist. Bei einem
bekannten Herstellungsverfahren von Rohrknien aus einem Rohr mit einer wulstförmigen
Erweiterung wird nun die Auswulstung dadurch gebildet, daß man das Ausgangsrohr,
dass den Durchmesser .der Rohrschenkel des fertigen Rohrkrümmers hat, an der Wulststelle
ausweitet. Dies geschieht unter Zuhilfenahme eines Gesenkes, das in der Mitte mit
einer dem Wulst entsprechenden Aushöhlung versehen ist. Die Formänderung des in
.das Gesenk eingelegten Rohrstückes erfolgt durch Druck gegen seine Stirnenden,
so daß das Rohr gestaucht und ein Teil seiner Wandung gleichzeitig in die Wulstform
gebracht wird. Dieses Verfahren eignet sich nur für verhältnismäßig kurze Werkstücke
und hat außerdem den Nachteil, daß der Baustoff des zum Wulst umgeformten Wandungsteiles
stark beansprucht wird. Demgegenüber besteht das Verfahren gemäß der Erfindung darin,
daß man ein Ausgangsrohr verwendet, dessen lichte Weite größer ist als die lichte
Weite der Rohrschenkel des fertigen Krümmers, und den Wulst dadurch bildet, daß
man dieses Ausgangsrohr auf beiden Seiten der Biegestelle auf den kleineren Durchmesser
der Rohrschenkel einzieht. Das neue Verfahren läßt sich auch für lange Rohre anwenden
und bietet weiter den Vorteil, daß der Wulst von vornherein stehengelassen, also
eine Beanspruchung des Baustoffes des den Wulst und das künftige Rohrknie bildenden
Wandungsteiles vermieden wird.
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Um ein Rohrknie mit verstärkter Außenwand zu erhalten, kann man in
bekannter Weise Rohre mit einseitig verstärkter Wandung verwenden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Herstellung
von Rohrschlangen mit mehreren hin und her gehenden Windungen, bei denen die Umkehrstelle
außen eine Verstärkung aufweist. Zur Herstellung derartiger Rohrschlangen wird erfindungsgemäß
wieder von einem Rohr mit ungleichmäßiger Wandstärke ausgegangen. Dieses Ausgangsrohr
ist insofern eigenartig ausgebildet, als die Verstärkung nicht parallel zur Rohrachse
verläuft, sondern in einer Schraubenlinie. Das Rohr mit der schraubenförmig verlaufenden
Verstärkung seiner Wandung
wird abschnittweise in der Weise eingezogen,
daß in gleichmäßigem Abstande kurze wutstförmige Erweiterungen bestehen bleiben.
Diese Erweiterungen sollen einseitig versetzt zur Rohrachse liegen, d. h. sie sollen
nach der Seite mit der größten Wandstärke ausgebuchtet sein. Die Längen der auf
den Durchmesser der fertigen Rohrschlange eingezogenen Rohrabschnitte entsprechen
den geraden Rohrschenkeln zwischen den Umkehrstellen der Rohrschlange. Ist von vornherein
die Steigung der Schraubenlinie, nach welcher die Wandverdickung des geraden Ausgangsrohres
verläuft, richtig gewählt worden, so liegen die dicksten Stellen der Erweiterungswulste
einander abwechselnd gegenüber. Um schließlich aus diesem erfindungsgemäß mit wulstförmigen
Erweiterungen versehenen Rohr .die Rohrschlange herzustellen, wird-das Rohr an den
Wulststellen um i 8o' so gebogen, daß immer die starke Wandung der Wulststelle die
Außenwand der Biegung bildet.
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Die Durchführung des neuen Verfahrens soll jetzt unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert werden. Abb. i zeigt ein Rohr mit einseitig verstärkter
Wandung und gleichförmiger lichter Weite im Längsschnitt und Abb. 2 im Querschnitt.
Abb. 3 zeigt das durch absatzweises Einziehen auf kleineren Durchmesser gebildete
Rohr mit wulstförmiger Erweiterung. Abb. 4 ist ein Querschnitt nach Linie 4-4 der
Abb.3. Abb. 5 zeigt die durch Biegen des Rohres um iSo° hergestellte U-förmige Biegung
im Längsschnitt und Abb. 6 in Seitenansicht. Die Abb. 7 und 8 sind den Abb. 5 und
6 entsprechende Darstellungen der fertigen Umkehrstelle. In den Abb.9 und io bzw.
i1 und 12 sind zwei Ausführungsbeispiele eines Rohres mit einer nach einer Schraubenlinie
verlaufenden verstärkten Wandung im Längsschnitt und Querschnitt dargestellt. Abb.
13 zeigt das durch absatzweises Einziehen aus dem Rohr nach Abb. i i erhaltene Rohr
mit wulstförmigen Erweiterungen und Abb.14 ein daraus durch Biegen hergestelltes
Schlangenrohr. .
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Das in den Abb. i und 2,dargestellte Rohr hat eine mit Bezug auf den
Außenmantel des Rohres exzentrisch liegende Bohrung. Infolgedessen ist die Wandstärke
ungleichmäßig, und zwar ist sie an der oben liegenden Seite i am größten. Die lichte
Weite des Rohres ist auf der ganzen Länge gleich. Wird ein solches Rohr bis auf
ein kurzes Mittelstück nach beiden Seiten eingezogen, so erhält man ein wesentlich
längeres Rohr von kleinerem Durchmesser, das in der Mitte eine wulstförmige Erweiterung
aufweist, die in den Abb. 3 und 4 mit 2 bezeichnet ist. Das Einziehen des Rohres
ist in der Weise durchgeführt, daß diese Erweiterung nicht gleichachsig zu den beiden
sich seitlich anschließenden auf den kleineren Durchmesser eingezogenen Rohrenden
3, 4 liegt, sondern daß sie gegenüber der Rohrachse nach der Seite vorspringt, wo
das Rohr die verstärkte Wandung i hat. Wird das Rohr an der erweiterten Stelle um
18o0 zusammengezogen, so bildet die Erweiterung das U-förmige Biegungsknie, bei
dem die verstärkte Wandung i außen liegt: Bei dem Biegen erfolgt ein gewisses Strecken
der außenliegenden Rohrwand und damit ein Flachdrücken dieses Rohrteiles. Da der
Querschnitt des Rohres an der Biegestelle eine beträchtliche Erweiterung aufweist,
ist aber auch nach dem Biegen der freie Durchgangsquerschnitt an der Biegestelle
ausreichend groß. Bei dem gezeichneten Beispiel ist er größer als in den geraden
Rohrschenkeln 3, 4. Ein weiterer Vorteil der einseitigen Anordnung der wulstförmigen
Erweiterung 2 besteht darin, daß die beim Biegen eintretende Streckung der Wandung
i auf ein geringes Maß herabgesetzt ist. Infolgedessen braucht die Verstärkung der
Rohrwandung bei dem Ausgangsrohr auch nicht wesentlich größer zu sein, als sie bei
dem durch Biegen hergestellten Rohrknie gefordert wird. Aus der angenähert kugelförmigen
Biegung, wie sie die Abb. 5 und 6 zeigen, wird durch Flachdrücken in einem Gesenk
beispielsweise die bei Überhitzerelementen übliche Form (Abb. 7 und 8) des Umkehrendes
hergestellt.
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Die beschriebene Verwendung eines Ausgangsrohres, bei dem die einseitige
Verstärkung der Rohrwand parallel zur Rohrachse liegt, kommt hauptfächlich in Betracht
für die Herstellung einfacher U-Rohre. Zur Herstellung von Rohrschlangen mit mehreren
hin und her gehenden Windungen ,dagegen geht man mit besonderem Vorteil von einem
Rohr aus, bei dem die Wandverstärkung nach einer Schraubenlinie verläuft. Das in
den Abb. 9 und i o dargestellte Rohr ist außen glatt, und die schraubenförmige Verstärkung
der Wandung liegt im Rohrinnern. Bei dem Rohr nach Abb. i i und 12 ist umgekehrt
die Bohrung des Rohres glatt, und die Verstärkung liegt außen. Die Weiterverarbeitung
dieser Rohre erfolgt nun in der Weise, daß das Rohr absatzweise eingezogen wird,
und zwar nach beiden Seiten von einem Rohrstück a aus (Abb. i i). Dieses Rohrstück
a bildet in dem eingezogenen Rohr die wulstförmige Erweiterung 5, während das zwischen
zwei Rohrstücken a liegende Rohrstück b, das durch das Einziehen auf den
kleineren Durchmesser eine sehr erhebliche Verlängerung erfährt, das zwischen zwei
Erweiterungen 5 liegende gerade Rohrstück 6 des eingezogenen Rohres
bildet
(Abb. 13). Das Verhältnis der Durchmesser und der Wandstärken des weiten Ausgangsrohres
und des durch absatzweises Einziehen bearbeiteten, ein Zwischenerzeugnis des Verfahrens
bildenden Rohres, sind @so zu wählen, daß die gewünschte Schenkellänge der Rohrschlange
erhalten wirrt. Ist weiter die Steigung der Schraubenlinie, nach welcher die Wandverstärkung
des Ausgangsrohres verläuft, richtig so gewählt worden, daß bei dem Ausgangsrohre
nach Abb. i i die dicksten Stellen der Wulste in einem mittleren Längsschnitt des
Rohres einander abwechselnd gegenüberliegen, so ergibt sich auch die richtige Lage
der Wulste bei .dem eingezogenen Rohr. Wie Abb. 13 zeigt, liegen die Wulste mit
der verstärkten Wand 7 einander abwechselnd gegenüber und sind abwechselnd nach
der entgegengesetzten Seite von der Rohrachse ausgebuchtet. An den Wulststellen
wird das Rohr um i8o° in der Weise gebogen, daß die verdickte Wandung 7 die Außenwandung
des Biegungsknies ergibt. Werden dann noch .die Biegungsstellen flachgedrückt, so
erhält man ein Schlangenrohr nach Abb. 14 mit geraden Rohrschenkeln 6 und verstärkten
Umkehrstellen 8 mit reichlich großem Durchgangsquerschnitt. Haben nach dem absatzweisen
Einziehen des Rohres die Wulste nicht die für das nun folgende Biegen gewünschte
Lage, so kann man sie .durch entsprechende axiale Verdrehung der geraden Rohrabschnitte
6 .in die richtige Lage bringen.
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Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel entspricht die halbe Steigung
der Schraubenlinie, nach der die Wandverstärkung des Ausgangsrohres verläuft, einem
Maß, das gleich ist der Schenkellänge der fertigen Rohrschlange, vermindert um den
Streckungsfaktor, der sich aus dem Einziehen des Rohrstückes auf den kleineren Durchmesser
ergibt. Die Steigung der Schraubenlinie kann aber auch so gewählt werden, daß n
-E-1/2 Steigung der Schraubenlinie dem vorstehend genannten Maß entspricht. Eine
solche Ausführung kommt bei sehr großen Schenkellängen in Frage.