DE674588C

DE674588C - Method of pulling pipes into fins of finned pipes

Info

Publication number: DE674588C
Application number: DEM132283D
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1935-10-08
Filing date: 1935-10-08
Publication date: 1939-04-17

Description

Verfahren zum Einziehen von Rohren in Rippen von Rippenrohren Bei der Herstellung von Rippenrohren, namentlich von Scheibenrippenrohren, erreicht man die für einen guten Wärmefluß notwendige innige Verbindung zwischen Rohr und Rippen u. a. dadurch, daß die Rohre durch Aufweiten in die Öffnungen der Rippen eingeschrumpft werden. Das Aufweiten kann 7.B. hydraulisch geschehen oder durch Hindurchdrücken oder -ziehen eines Stopfens. Im letzteren Falle ordnet man zweckmäßig am hinteren Rohrende, d. h. an dem Ende, an dem der Aufweitedorn das Rohr wieder verläßt, ein Widerlager an. Durch diese Art der Abstützung erfährt die Rohrwand neben der reinen Aufweitebeanspruchung eine axial gerichtete Druckkraft. Die Aufweitung äußert sich daher nicht nur in einer Verringerung der Rohrwandstärke, sondern auch in einer Verkürzung des Rohres. Die jeweils bereits aufgezogenen Rippen werden im weiteren Verlauf des Prozesses ihre Entfernung sowohl zum hinteren Rohrende als auch zueinander entsprechend der eingetretenen Verkürzung des Rohres verringern. Bei der beschriebenen Herstellungsweise von Rippenrohren nähern sich daher mit fortschreitender Dornbewegung die bereits aufgeweiteten Rohrteile und damit auch die aufgezogenen Rippen dem ortsfesten Widerlager.Method of pulling pipes into fins of finned pipes Bei the production of finned tubes, namely finned disc tubes the intimate connection between the pipe and the pipe that is necessary for a good heat flow Ribs, etc. in that the tubes by widening into the openings of the ribs be shrunk. The expansion can be 7.B. done hydraulically or by Pushing or pulling through a plug. In the latter case one arranges appropriately at the rear end of the pipe, d. H. at the end where the expanding mandrel re-attaches the pipe leaves an abutment. The pipe wall experiences this type of support in addition to the pure expansion stress, an axially directed compressive force. The expansion is therefore not only expressed in a reduction in the pipe wall thickness, but also in a shortening of the pipe. The ribs that have already been drawn are in the further course of the process their distance both to the rear end of the pipe as also reduce to one another according to the shortening of the pipe that has occurred. In the described method of manufacture of finned tubes therefore approach with progressive The mandrel moves the pipe parts that have already been widened and thus also those that have been drawn up Ribs the fixed abutment.

Sind nun die Rippen aus irgendeinem Grunde gehindert, der Bewegung in Richtung auf das Widerlager nachzukommen, beispielsweise dadurch, daß die Rippen an ihren Rändern ortsfest eingespannt sind oder daß sie aus großen Blechtafeln bestehen, die z. B. durch Anker oder durch bereits eingezogene Rohre zusammengehalten sind, so daß ein Körper großer Abmessung vorliegt, der wegen seines großen Gewichts durch die verhältnismäßig geringe Zugkraft des ,#,ufweitedorns nicht mehr bewegt werden kann, so wird sich das dem Aufweiteprozeß unterworfene Rohr infolge seiner Verkürzung vom Widerlager abheben.Are the ribs prevented from moving for some reason? to comply in the direction of the abutment, for example by the fact that the ribs are clamped in place at their edges or that they consist of large metal sheets, the z. B. are held together by anchors or pipes that have already been drawn in, so that there is a large-sized body which, because of its great weight, passes through the relatively low tensile force of the, #, expansion mandrel can no longer be moved can, so the tube subjected to the expansion process will be due to its shortening lift off the abutment.

Die durch den Aufiveitedorn hervorgerufenen axial gerichteten Kräfte können nun nicht mehr vom Widerlager getragen, sondern sie müssen jetzt von den bereits aufgeschrumpften Rippen aufgenommen werden. Sind diese dünnwandig und nachgiebig, so erfahren sie eine Ausbeulung.The axially directed forces caused by the opening mandrel can no longer be carried by the abutment, but must now be carried by the ribs that have already been shrunk on. Are these thin-walled and flexible, so they experience a bulge.

So ist es mit den bekannten Einrichtungen beispielsweise unmöglich, einen Wärmeaustauscher größerer Abmessung mit senkrecht zu den Rohrachsen verlaufenden großen Blechrippen herzustellen, ohne daß die Blechrippen mehr oder weniger kräftige Verwerfungen und Wellungen erleiden.With the known facilities, for example, it is impossible to a heat exchanger of larger dimensions with perpendicular to the tube axes produce large sheet metal ribs without the sheet metal ribs being more or less strong Suffer from warping and curling.

Es ist im übrigen bekannt, bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohren durch Aufweiten des Rohres mittels eines Dornes die eine der beiden Einspannvorrichtungen für das Rohr verschiebbar anzuordnen, und zwar das beim Hindurchtreiben des Dornes nicht auf Druck beanspruchte Haltelager. Der Zweck der Einrichtung war lediglich eine Anpassung an die verschiedenen Längen der Rohre. Eine Lösung der gestellten Aufgabe kann damit nicht herbeigeführt werden.It is also known in an apparatus for the production of Finned tubes one of the two by expanding the tube by means of a mandrel Jigs to be slidable for the pipe, and although the retaining bearing is not subjected to pressure when the mandrel is driven through. The purpose of the device was simply to adapt to the different lengths of the pipes. A solution to the task at hand cannot be achieved in this way.

Die Erfindung zeigt dagegen nun einen Weg zum Einziehen von Rohren in Rippen von Rippenrohren oder Rippenrohrsystemen, bei denen der Abstand der Rippen voneinander unveränderlich bleiben soll durch Rufweiten mittels eines Dornes, indem erfindungsgemäß während des Aufweitens das auf Druck beanspruchte Widerlager der Rohre entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Auf weitedornes nachgestellt wird. Das Widerlager kann somit der eintretenden Verkürzung der Rohre nachkommen und die beispielsweise ortsfest eingespannten oder sonstwie in ihrer Läge festgehaltenen Rippen von den Ziehkräften entlasten. Um Kräftegleichgewicht zu erhalten, muß die Anstellkraft des Widerlagers in jedem Augenblick der gerade aufgewendeten Ziehkraft angepaßt sein. In diesem Fall ist ein Gegenlager am vorderen Rohrende überflüssig.In contrast, the invention now shows a way of pulling in pipes in ribs of finned tubes or finned tube systems, where the distance between the fins should remain unchangeable from each other by shouting by means of a thorn by according to the invention during the expansion of the pressure stressed abutment of the Pipes are readjusted opposite to the direction of movement of the expanding mandrel. The abutment can thus comply with the shortening of the pipes and the for example, clamped in a fixed position or otherwise held in their position Relieve the ribs from the pulling forces. In order to maintain an equilibrium of forces, the Contact force of the abutment at every moment of the pulling force that has just been applied be adjusted. In this case, there is no need for a counter bearing at the front end of the pipe.

Bei der Herstellung von Rippenrohren hat sich nun ein weiterer Mißstand dadurch ergeben, daß die aufzuweitenden Rohre bei kleinen Unterschieden in Durchmesser und Wandstärke, und zwar schon bei den geringfügigen Maßabweichungen, die innerhalb der Herstellungstoleranzen liegen, eine ungleichmäßige Verkürzung erfahren. Sollen daher beispielsweise mehrere Rohre mit gemeinsamen Rippen versehen werden, so führt die unterschiedliche Verkürzung der einzelnen Rohre zu Verwerfungen, Wellungen und Spannungen in den Rippen.In the manufacture of finned tubes, there has now been a further deficiency result in that the tubes to be expanded with small differences in diameter and wall thickness, even with the slight dimensional deviations that occur within the manufacturing tolerances are, experience an uneven shortening. Should therefore, for example, several tubes are provided with common ribs, so leads the different shortening of the individual pipes to distortions, corrugations and Tension in the ribs.

Erfindungsgemäß kann dieser Fehler dadurch behoben werden, daß die Rohre während des Aufweitens einer zusätzlichen axialen Druckbeanspruchung unterworfen werden, d. h. einer Druckbeanspruchung, die größer ist als der durch die Ziehkraft entstehende Reaktionsdruck. Diese zusätzlichen Druckkräfte bewirken eine zusätzliche Verkürzung der aufzuweitenden Rohre. Dadurch' ist es möglich, daß eine an sich geringe Verkürzung durch zusätzlichen Druck auf eine für sämtliche Rohre gewollte einheitliche, größere Verkürzung gebracht werden kann.According to the invention, this error can be eliminated in that the Pipes subjected to additional axial compressive stress during expansion be, d. H. a compressive stress that is greater than that caused by the pulling force resulting reaction pressure. These additional pressure forces cause an additional one Shortening of the tubes to be expanded. As a result, it is possible that a per se small Shortening through additional pressure on a uniform, desired for all pipes, greater shortening can be brought about.

Die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens hat gezeigt, daß ein gleichbleibend größerer Druck genügt, um bei Rohren, deren Abmessungen sich lediglich innerhalb der zusätzlichen Toleranzen voneinander unterscheiden, eine hinreichend gleichmäßige Verkürzung zu erhalten, so daß Verwerfungen und Wellungen in den Rippen nicht mehr festzustellen sind.The practical implementation of the inventive concept has shown that a consistently higher pressure is sufficient for pipes whose dimensions are differ from each other only within the additional tolerances, one to obtain sufficiently uniform shortening, so that warps and corrugations are no longer detectable in the ribs.

Es ist an sich gleichgültig, an welchem Rohrende die Druckkraft angesetzt @ ird. Besteht beispielsweise die Aufweitevorrichtung aus einer normalen Ziehbank mit ortsfestem Widerlager für das aufzuweitende Rohr, so ist es am einfachsten, die Anpreßvorrichtung zur Erzeugung des zusätzlichen Druckes unmittelbar nach Einführung des Aufweitedornes in das vordere Rohrende an dasselbe anzusetzen. Ist jedoch, wie weiter oben beschrieben wurde, das Widerlager anstellbar ausgebildet, so empfiehlt es sich, das vordere Rohrende lediglich durch ein einfaches ortsfestes Gegenlager abzustützen und den höheren Anpreßdruck durch das anstellbare Widerlager selbst aufbringen zu lassen.It does not matter which pipe end the compressive force is applied to @ ird. For example, if the expansion device consists of a normal draw bench with a fixed abutment for the pipe to be expanded, it is easiest to the pressing device for generating the additional pressure immediately after introduction of the expanding mandrel in the front end of the pipe on the same. However, is how was described above, the abutment designed adjustable, so recommends it is, the front end of the pipe simply by a simple stationary counter bearing and the higher contact pressure due to the adjustable abutment itself to be raised.

Das beschriebene Verfahren ist sowohl bei gedrückter als auch bei gezogener Haltestange des Dornes durchführbar. Im ersten Fall besitzt das Gegenlager am vorderen Rohrende, im letzteren Fall dagegen das am hinteren Röhrende befindliche Widerlager eine Bohrung zur Durchführung der Dornstange.The procedure described is both with and with pulled support rod of the mandrel feasible. In the first case, the counter bearing has at the front end of the tube, in the latter case the one at the rear end of the tube Abutment a hole for the implementation of the mandrel bar.

Die Erzeugung des Anpreßdruckes im Widerlager und dessen Anstellung können beliebig erfolgen, beispielsweise durch Preßwasser, Preßluft oder durch mechanische, elektrische oder auch von Hand betriebene Einrichtungen. Weiterhin könnenAnpreßdruck und Anstellbewegung unabhängig für sich erfolgen oder auch mit der Bewegung und den Kräften des Aufweitedornes gekoppelt werden.The generation of the contact pressure in the abutment and its employment can be done arbitrarily, for example by pressurized water, compressed air or by mechanical, electrical or hand-operated devices. Furthermore, contact pressure and pitch movement take place independently or with the movement and the forces of the expanding mandrel are coupled.

In den Abb. r bis 3 sind einige Vorrichtungen zur Ausführung des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt.In Figs. R to 3 are some devices for carrying out the idea of the invention shown schematically.

Abb. z läßt einen Wärmeaustauscher mit parallelen Blechlamellen z erkennen, die durch Rufweiten mehrerer Rohre 2 mit diesen innig verbunden werden sollen. Dazu wird der an der Haltestange 3 befestigte Aufweitedorn d jeweils durch ein Rohr in Richtung von rechts nach links hindurchgezogen. Das hintere Rohrende wird dabei durch das Widerlager 5 abgestützt, welches entsprechend der durch das Rufweiten hervorgerufenen Rohrverkürzung nachgestellt wird. Die Nachstellung erfolgt durch das Handrad 6 über eine flachgängige Spindel 7, die sich in der ortsfest gelagerten Mutter 8 dreht. Ist der Anpreßdruck größer als die an der Ziehstange wirkende Kraft, so muß das vordere Rohrende durch das Gegenlager 9 gehalten werden. Das Gegenlager kann jedoch erst nach Anbringen des Aufweitedornes in das vordere Rohrende vor dein letzteren angeordnet und befestigt werden.Fig. Z allows a heat exchanger with parallel sheet metal fins z recognize that are intimately connected to these by calling widths of several pipes 2 should. For this purpose, the expanding mandrel d attached to the holding rod 3 is in each case through a pipe pulled through it in the direction from right to left. The rear end of the pipe is supported by the abutment 5, which according to the Pipe shortening caused by calling distances is simulated. The readjustment takes place by the handwheel 6 via a flat-running spindle 7, which is mounted in a stationary manner Nut 8 turns. If the contact pressure is greater than the force acting on the pull rod, so the front end of the pipe must be held by the counter bearing 9. The counter bearing but can only be done after attaching the expanding mandrel in the front end of the pipe in front of your the latter can be arranged and attached.

Die Abb. :2 läßt eine Ausführungsart erkennen, bei welcher 'der Anstelldruck des Widerlagers 5 als Reaktionskraft der Ziehkraft von letzterer abhängig ist. Das Verhältnis zwischen Anstelldruck und Ziehkraft ist dadurch regelbar, daß die Umlenkrolle 12 eine Schwenkung erfährt. Bei der durch gestrichelte Linienführung gekennzeichneten Lage der Rolle 12 ist der Anpreßdruck des Widerlagers 5 kaum größer als die am Dorn wirkende Zugkraft P. Durch Einschwenken der Rolle i2 in die durch den ausgezogenen Linienzug gekennzeichnete Lage nimmt der Anpreßdruck zu. Die Bewegung des Aufweitedornes 4 erfolgt über das Seil i i durch die Winde io.Fig .: 2 shows an embodiment in which 'the contact pressure of the abutment 5 as the reaction force of the pulling force is dependent on the latter. The relationship between the setting pressure and the pulling force can be regulated in that the deflection roller 12 is pivoted. In the position of the roller 12 indicated by the dashed lines, the contact pressure of the abutment 5 is hardly greater than the tensile force P acting on the mandrel. By pivoting the roller i2 into the position indicated by the solid line, the contact pressure increases. The expansion mandrel 4 is moved via the rope ii through the winch io.

Abb.3 zeigt eine ähnliche Ausführungsform. Die Änderung des Anpreßdruckes erfolgt hier durch Veränderung der Hebelarmlänge a und/oder b. Eine zusätzliche Stauchung der Rohrwand, mithin also eine Belastung des Gegenlagers 9, tritt erst ein, wenn (las Verhältnis der Hebelarme a : b größer als 0,5 wird.Fig.3 shows a similar embodiment. The contact pressure is changed here by changing the lever arm length a and / or b. An additional compression of the pipe wall, therefore a load on the counter bearing 9, only occurs when the ratio of the lever arms a : b is greater than 0.5 .

Claims

hATCNTANSi'RÜciiR: i.- Method of pulling pipes into ribs of finned tubes or finned tube systems, in which the distance between the fins should remain unchanged, by expanding by means of a mandrel, characterized that, during the expansion, the pressure-loaded abutment of the pipes is opposite is readjusted to the direction of movement of the expanding mandrel.

2. The method according to claim i, characterized in that the tubes during the expansion of an additional, are subjected to compressive stress acting in the direction of the pipe axis.

3. Procedure according to claims i and 2, characterized in that contact pressure and adjustment movement be coupled since the movement and the forces of the expanding mandrel.