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Werkzeug zum Befestigen einer schraubengangförmigen Heizrippe auf
einem Rohr Bei der Herstellung von Rippenrohren, bei denen die Rippen durch Aufpressen
eines schraubenförmig aufgewickelten Bandes auf das Rohr erzeugt werden, ist es
wichtig, die Verbindung zwischen Rippenband und Rohr möglichst dicht zu bewirken,
damit eine Wärme gut leitende Verbindung erzielt wird. Es ist bekannt, zu diesem
Zwecke das Rippenband beim Biegen um das Rohr an der Innenseite zu stauchen und
dadurch ein festes Anliegen der Rippe am Rohr zu erreichen. Die Vereingigung von
Rippenband und Rohr wird auch schon z. B. dadurch erzielt, daß in das Rohr eine
schraubengangförmige Nut eingeschnitten und in diese das Rippenband mit der inneren
Stirnkante eingepreßt wird. Es erfolgt auch ein Heranstauchen des Rohrwerkstoffes
von der einen Seite an das Rippenband, das dadurch im Rohrwerkstoff eingekeilt ist.
Es sind ferner Rollen zum Einpressen der Rippen in die schraubengangförmige Nut
bekannt geworden.
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Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Verbesserung des Werkzeuges,
das zum Befestigen einer schraubengangförmigen Heizrippe auf einem Rohr mit eingeschnittener
Nut unter Anpressen des Rohrwerkstoffes an die Rippe dient. Gemäß der Erfindung
sind an diesem Werkzeug außer einer das Metallband in die Nut pressenden Formrolle
noch eine weitere das Band umgreifende und führende Rolle angeordnet, die den Rohrwerkstoff
gleichzeitig an beiden Seiten des Rippenbandes an das Band heranpreßt. Dadurch wird
eine vollständige innige Berührung zwischen Rippenband und Rohr erzeugt, und der
Arbeitsgang läßt sich mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit auf einer Drehbank
durchführen. Dabei kann das Einschneiden der Nut in das Rohr unmittelbar vor dem
Einpressen des Rippenbandes erfolgen, also mit ihm in einem Arbeitsgang. Dadurch
wird eine Oxydation der frisch ausgeschnittenen Nutenwände verhütet, weil dem Schnitt
das Einpressen der Rippe sogleich folgt. Es ist damit jede Gewähr für die rein metallische
Verbindung zwischen Rippenband und Rohr gegeben.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Werkzeuges nach
der Erfindung dargestellt, und zwar in Abb. i in Ober-, in Abb. a in Seiten- und
in Abb. 3 in Stirnansicht.
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Abb. 3a zeigt eine Einzelheit. Die Abb. q und 5 zeigen die zur Anwendung
kommende Rolle in Seiten- und Stirnansicht. Die Abb. 6 und 7 zeigen im Teilquerschnitt
zwei Arbeitsstufen.
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Abb. 8 zeigt eine besondere Ausführungsform.
Abb.
g und io zeigen in Seiten- und Stirnansicht ein mit Heizrippen versehenes Rohr.
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Nach Abb. z bis 3a sind, an einem Werkzeugkloben (Werkzeughalter)
7 mittels des Schraubenbolzens 2 drei scheibenförmige Stähle i (Abb. 3a) befestigt,
deren Arbeitsweise später beschrieben ist. In das Werkzeug wird das zur Herstellung
der Rippen dienende Metallband 3 (Abb. 2 u. 3) parallel zum Kloben (Halter) 7 eingeführt.
Das Band 3 ist in senkrechter Ebene zwischen Metallplatten 13 und 14 geführt, die
am Kloben 7 mittels der Schrauben 15 befestigt sind. Die Platte 13 hat eine Aussparung
entsprechend- der Dicke des Metallbandes 3.
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Am Kloben 7 ist ein Führungsrad 4 gelagert, das aus zwei Metallscheiben
besteht, die in einem Abstand gleich der Dicke des Metallbandes 3 gehalten sind.
Diese Scheiben können sich frei um einen am Kloben 7 befestigten Lagerbolzen drehen,
der mittels der Schrauben ii (Abb. i) und 16 (Abb. 2) am Kloben 7 gehalten ist.
Das Lager der Führungsrolle 4 liegt zum Kloben 7 in einem Winkel, der dem Steigungswinkel
des auf dem Rohr zu befestigenden Rippenstreifens 3 entspricht.
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Ferner ist am Kloben 7 die in Abb. 4 und 5 besonders gezeigte Rolle
(Formrad) 5 gelagert, die gleichfalls aus zwei mittels der Schrauben 17 verbundenen
Scheiben besteht. Eine dieser Scheiben greift mit einem Lagerzapfen durch den Kloben
7 und ist an ihm mittels der Schraube i2 (Abb. i) gehalten. Die Umlaufachse dieses
Formrades ist leicht nach unten geneigt, so daß die Ebene des Formrades 5 etwas
schräg gerichtet ist, wie aus Abb. i ersichtlich. Die beiden das Formrad 5 bildenden
Scheiben sind in einem solchen Winkel ausgekehlt, daß der zur Rippe zu formende
Blechstreifen 3 sich in das Formrad leicht einfügt.
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Der Werkzeugkloben oder -halter 7 kann aus Gußstahl bestehen und ist
am einen Ende als Schaft zum Einspannen in den Support der Drehbank ausgebildet,
während er am anderen Ende keilförmig verläuft, und zwar in einem Winkel, der abhängig
ist vom Steigungswinkel der auf dem Rohr zu befestigenden Rippen. Zwischen den Enden
des Klobens 7 liegt ein flacher Teil für die Lagerung des Formrades 5 (Abb. i und
2). Am vorderen Ende des Klobens ist eine Backe 6 (Abb. 2) befestigt, die eine Nut
für den Eingriff der Feder io am Kloben 7 besitzt und senkrecht zu diesem liegt.
Die Backe 6 besitzt am inneren Ende eine bogenförmige Aussparung 18 entsprechend
der Krümmung des Rohres 2i und ist in dieser bogenförmigen Aussparung mit GQwinde
für den Eingriff in die im Rohr zu erzeugenden Nuten versehen, um etwa beim Einschneiden
der Nuten entstandenen Grat zu entfernen, wie weiter unten beschrieben. Ferner ist
eine geneigte Lagerfläche für die Stähle i vorgesehen, wie aus Abb. 3 ersichtlich.
Die Backe 6 ist am Kloben 7 mittels der Schraube 8 befestigt, die durch den Schlitz
g (Abb. i) im Kloben 7 greift. Der Kloben hat an seiner der bogenförmigen Aussparung
derBacke 6 gegenüberliegenden Seite gleichfalls eine bogenförmige Aussparung. Bei
richtiger Einstellung der Schraube 8 im Schlitz g umgibt die Backe 6 das Rohr 21
mit einem Durchmesser, der um ein geringes größer ist als der des Rohres. Der Kloben
7 besitzt Schmierlöcher ig für die Lagerflächen des Führungsrades 4 und des Formrades
5.
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Die Arbeitsweise mit diesem Werkzeug gestaltet sich wie folgt: Der
Werkzeugkörper wird mit seinem Schaft im Support einer Drehbank eingespannt, die
mit einem Getriebe zum Gewindeschneiden ausgerüstet ist. Das mit den Heizrippen
zu versehende Rohr bzw. der zylindrische Körper wird zwischen den Drehbankspitzen
in üblicher Weise eingespannt. Beim Anlassen der Maschine werden die drei scheibenförmigen
Stähle zum Eingriff in das Werkstück gebracht, um in den Zylinder die Nuten der
erforderlichen Tiefe einzuschneiden. Die drei Stähle i sind so abgestuft, daß jeder
etwas mehr in das Werkstück eindringt und eine laufende schraubenförmige Nut entsteht.
Die Stähle können aus Scheiben mit parallelen Seitenwänden bestehen, vgl. die Form
der Nut in Abb.6, oder etwa keilförmig verlaufende Schneidflächen besitzen, so daß
eine sich nach innen verjüngende Nut entsteht. Das aufzubringende Rippenband 3 kann
von einem geeigneten Träger, z. B. einer nicht gezeichneten Spule o. dgl., abgewickelt
werden und gelangt zwischen die Führungsplatten 13. und 14 sowie in die Umfangsnut
der Führungsrolle 4. Beim Umlauf des Rohres ai in der entsprechenden Richtung geht
dann der Arbeitsgang vor sich. Die Führungsrolle 4, die so angeordnet ist, daß das
Metallband in Übereinstimmung mit der Schraubennut liegt, erfüllt einen doppelten
Zweck, nämlich erstens das Biegen des Bandes 3 entsprechend dem Umfang des Rohres
21 und zweitens das Einzwängen des inneren Randes des Bandes 3 in die vorbereitete
Nut. Abb. 6 zeigt das Band, während es von der Rolle 4 erfaßt, aber noch nicht ganz
in die Nut eingepreßt ist. Der Biegevorgang des Bandes findet gleichzeitig mit dem
Einbringen in die vorbereitete Nut des Rohres statt. Das Biegen des Bandes in die
Schraubenform veranlaßt seine innere Kante, sich in entsprechendem Maße zu verdicken.
Dieses Verdicken findet statt, während die Innenkante in die Nut des Rohres eingezwängt
wird. Der Vorgang ist am besten aus Abb. 6 und 7 ersichtlich. Das Band 3 wird in
die Nut des Rohres 2i eingefügt; während es gebogen und mit seinem inneren Rand
gegen den Bogen der
Nut gezwängt wird, wird der innere Rand gestaucht
und verdickt, wodurch das Band in innigste Berührung mit den Seitenwänden der Nut
kommt. Das Stauchen der inneren Kante des Bandes 3 bewirkt eine außerordentlich
dichte Verbindung zwischen dem Rohr und der Rippe. Die erfolgte Vereinigung hat
nahezu die Form einer Schwalbenschwanzverbindung und beugt jeglicher Möglichkeit
der Lösung der Rippe vom Rohr vor, gestattet aber der Wärme vom Rohr zur Rippe mit
wesentlich derselben Geschwindigkeit und Wirksamskeit überzugehen, als wenn Rippe
und Rohr aus einem Stück bestehen würden.
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Das Formrad 5, der Gegenstand der Erfindung, folgt gemäß Abb. 7 der
Führungsrolle q.. Die Rolle 5 übergreift das Metallband 3. Die Umfangskanten der
Rolle 5 üben einen Druck gegen das Metall des Rohres aus, das den Seiten des Bandes
3 benachbart liegt. Der Druck des Rades 5 ist so eingestellt, daß genügend Metall
entlang den Kanten der das Band aufnehmenden Nut des Rohres niedergepreßt wird,
um die äußeren Seitenwände der Nut gegen die benachbarten Wände des Bandes 3 zu
pressen, wie aus Abb. 7 ersichtlich.
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Es kann dem Formrad 5 auch ein so starker Druck gegeben werden, daß
das Metall des Rohres den Seitenwänden des Bandes 3 benachbart 'bis zu dem aus Abb.
8 ersichtlichen Maße herangepreßt wird. In diesem Fall ist der Teil des Bandes,
der den äußeren Kanten der Nut unmittelbar benachbart liegt, eingepreßt, während
das Metall an der inneren Kante des Bandes noch weiter gestaucht ist. Auf diese
Weise ist die Verbindung zwischen Band und Rohr noch weiter verstärkt. Ebenso hat
die so erzeugte Verbindung einen hohen Wärmeleitungsgrad, was auch für die in Abb.7
gezeigte Verbindung gilt.
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In Abb. o und io ist ein mit Rippen versehenes Rohr dargestellt. In
diesem Beispiel ist das Rippenband bei 2o mit ausgestanzten Aussparungen versehen.
Ferner ist das Rohr bei diesem Beispiel neben der Rippe gerändelt bzw. gekordelt,
und zwar infolge entsprechender Ausbildung der Rolle 5 an ihrem Umfange.
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Wenn auch bestimmte Formen der Verbindung dargestellt und beschrieben
sind, wie sie durch eine bestimmte Beziehung zwischen dem Durchmesser der Führungs-
und der Formrolle mit Bezug auf den des Rohres und je nach der verschiedenen Lage
der beiden Rollen und nach dem Druck, mit dem sie entweder auf das Band oder das
ihm benachbarte Metall des Rohres wirken, erhalten werden, so kann die Art der Verbindung
selbstverständlich je nach den gegebenen Bedingungen verändert werden durch entsprechende
Veränderung der voneinander abhängigen Teile in der Form und Einstellung. Es ist
auch einleuchtend, daß das Ausarbeiten der Nut durch ein besonderes Werkzeug und
unabhängig vom Einführen des Rippenbandes erfolgen kann. Die Erfindung ist also
nicht beschränkt auf die bestimmten Einzelheiten der Bauart und im Arbeitsgang,
wie sie vorstehend beschrieben und erläutert sind, so daß Abänderungen und Veränderungen
erfolgen können, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.