DE7724625U1

DE7724625U1 - Vorrichtung zur herstellung verrippter rohre

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Publication number: DE7724625U1
Application number: DE19777724625U
Authority: DE
Original assignee: HEAT EXCHANGERS AFRICA Ltd ROBERTSHAM JOHANNESBURG TRANSVAAL (SUEDAFRIKA)
Current assignee: HEAT EXCHANGERS AFRICA Ltd ROBERTSHAM JOHANNESBURG TRANSVAAL (SUEDAFRIKA)
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1978-04-20
Also published as: US4100784A; FR2361173A1; JPS5328070A; CA1066036A; DE2735661A1; FR2361173B3; BE857573A; GB1575675A; ZA764761B

Description

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Vorrichtung zur Herstellung verrippter Rohre

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung verrippter Rohre aus Metallrippenröhrenmaterial gemäß dem Oberbegriff des Schutzansprucha 1.

Eine Vorrichtung mit dieson Merkmalen ist aus der US-PS 2 779 2#3 bekannt, bei der der periphere Profilbereich der Formscheibe eur Peripherie hin zuläuft. Während der Anfangsphase in der Rippenherstellung befindet sich die Rippe in ständigem Kontakt mit der Rückseite einer vorhergehenden Rippe und in, Teilkontakt «it der/nachfolgenden Rippe. Der Bereich der Formscheibe, der •iclli nicht in Kontakt mit der Rippe befindet, ist der zulaufende periphere Bereich, der sich von der Peripherie der Formscheibe radial nach innen erstreckt. Danach feefindet sich die Rippe in ständigem Kontakt mit der Fornischeibe.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß die Herstellung der Rippen erleichtert und vereinfacht wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Neuerung durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Auf diese Weise besteht im Bereich des ausgesparten Profilbereichs kein Kontakt zwischen Rippe und der Formscheibe, so daß der Reibungskontakt verringert wird. Das hat zur Folge, daß weniger Kraft benötigt wird, um die Forascheibe anzutreiben, und außerdem ein geringerer radialer Zug von den Formscheiben auf die Rippen ausgeübt wird, wodurch das Rippenmaterial weniger stark von der Rohrauskleidung abgezogen wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Neuerung sind in weiteren Schiatzansprüchen enthalten.

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Die Neuerung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beiepielshalber näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Die Endansicht von drei Rippenformrollen mit einem Rippenrohrmaterial und einer Rohrauskleidung, die in einer Rippenrollposition zwischen sie eingelegt sind,

Fig. 2 eine DraoÄicht, die das Schneiden der Drehachse einer der in Fig. 1 gezeigten Rollen mit der Achse der Rohrauskleidung zeigt,

Fig. 3 eine Darstellung des Querschnittprofils des peripheren Bereichs einer Ausführung einer Formscheibe nach der Erfindung, die zu den in Fig. 1 gezeigten Rollen gehört,

Fig. 4 eine Einzelheit in Seitenansicht einer Anordnung von Formscheiben, die zu den in Fig. 1 gezeigten Rollen gehören,

Fig. 5 eine Einzelheit in Seitenansicht ähnlich der Darstellung in Fig. 4, die eine Alternativanordnung der Form-

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scheiben zeigt, die zu den Rollen nach Fig. 1 gehören, "und

Fir. 6 bis 12 Einzelheiten im vergrößerten Haßstab einiger der Scheiben, die zu der in Fig. 5 gezeigten Unordnung gehören.

In Fig. 1 bezeichnet 40 die Ripp einrollvorrichtung als Ganzes. Sie weist drei Rollen 42 auf, die ortsfest auf Spindeln 44 sitzen, welche jeweils eine Drehachse 46 haben» Die Spindeln 44 sind im gleichen Abstand um die Achse 48 einer Rohrauskleidung 50 herum innerhalb eines Rippenrohrmaterials 52 angeordnet. Wenn die Spindeln 44 angetrieben werden, setzen sie die Rollen 42 in eine Drehbewegung, und v/egen des rollenden Kontakts zwischen den Rollen 42 und dem Rippenmaterial 52 läuft des Rippenmaterial gegenläufig um die Achse 48 herum.

Pig. 2 zeigt, daß die Achsen 46 und 48 der Rollen 42 und der Rohrauskleidung 48 jeweils in bezugaufeinander um einen Winkel 54 versetzt sind.

Die Rollen 42 weisen eine Mehrzahl von Formscheiben auf, die im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben werden. Die Scheiben auf den Rollen sind so angeordnet, daß sie miteinander spuren, und v/egen des Veersetz^ngswinkels 54, der in Fig. 2 gezeigt ist, wird eine schraubenförmige Rippe in das Rippenmaterial 52 während der Drehung der Spindeln 44 eingerollt. Der v/inkel 54 bestimmt die Teilung der schraubenförmigen Rippe, und in einer speziellen Anordnung kann der V/inkel 54 30 Minuten (einen halben Grad) betragen., das zu einer Rippenteilung von elf pro 25 nun (einem Zoll) führen kann, d.h. 2,3 mm.

In Fig. 3 ist im vergrößerten Maßstab das Querschnittsprofil des periphere'; Bereichs einer Formscheibe 56 gezeigt, die zu deu in Fig. 1 gezeigten Rollen 42 gehört. Die Scheibe 5b hat eine zulaufende, jedoch leicht gerundete Peripherie 58, von der aus das Profil radial nach innen längs gekrümmte Bereiche 60 und 62 bis aur Stelle 64 divergiert. Von dem gekrümmten

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Bereich. 62 aus ist das Profil gerade, wie "bei 66 dargestellt. In der Stelle 64 "beträgt die axiale Dicke der Scheibe das Maß 68. Von dieser Stelle aus konvergiert das Profil radial nach, innen, wie "bei 70 dargestellt, und zwar "bis zur Stelle 72, wobei die axiale Dicke der Scheibe das Maß 74 beträgt, das kleiner als das Maß 68 ist. Yon der Stelle 72 aus divergiert das Profil wieder radial nach innen, und zwar gerade, wie das bei 76 dargestellt ist. Die Anordnung ist eine solche, daß eine Tangente 78 an der Stelle 64 des gekrümmten Profils sß2h im wesentlichen parallel zum geraden Profilabschnitt 66 erstreckt und über die Aussparung 80 führt, die durch den konvergierenden Profilbereich 70 und den divergierenden Proflibereich 76 gebildet ist.

In Pig. 4 ist eine Einzelheit in Seitenansicht einer der in Pig. 1 gezeigten Rollen 42 dargestellt, die auf einer Spindel 44 eitzt. Die Rolle v/eist dreiunddreißig Pormscheiben auf, die gemäß der Darstellung von 1 bis 53 durchnumeriert sind. Die Scheiben sind in vier Gruppen vorgesehen, die durch Klammern mit den Bezugszahlen 82, 84, 86 und 88 bezeichnet sind- Diese Gruppen v/erden nachstehend beschrieben.

Die erste Gruppe, die mit 82 bezeichnet ist, besteht aus acht Scheiben, die mit 1 bis 8 numeriert sind. Diese Scheiben haben Querschnittsprofile, die im wesentlichen gleich sind und die einen scharfen, keilförmigen peripheren Bereich 90 aufweisen. Das Profil divergiert vom peripheren Bereich 90 radial nach innen, wobei die Seite 92 in bezug auf die Achse 46 geneigt ist. Axiale Räume 94, die radial nach innen konvertieren, sind zwischen benachbarten Scheiben gebildet. Die Peripherien 90 der Scheiben in dieser Gruppe sind scharf, um einen geringen Widerstand gegen das Eindringen in das Rippenrohrmaterial 52 ¹^u bieten. Diese Scheiben sind Kerb- und Eintritts-Bcheiben.

Die zweite Gruppe Formscheiben, die mit 82 bezeichnet ist, hat für die einzelnen Scheiben die Numerierung 9 bis 16. Diese

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Seheiben haben periphere Bereiche 96, die ebenfalls scharf und keilförmig sind, ähnlich den Peripherien 90 in der ersten Grupepe, außer daß die Profile etwas mehr gerundet sind. Die Scheiben in dieser Gruppe dringen tiefer in das Rippenmaterial 52 ein, nachdem die erste Einkerbung durch die Peripherien 90 in der ersten Gruppe erfolgt ist.

Die Durchmesser der Scheiben 1 bis 16 in den Gruppen 82 und 84 "vergrößern sich alHjnählich. Der Winkel 98, der zwischen den Peripherien der diametral größer werdenden Scheiben und der Achse 46 eingeschlossen ist, beträgt etwa 6 . Wenn der Winkel 98 6° oder kleiner ist, kann das Rippenmaterial 52 in die Rollen 42 ohne Hilfsmittel eingeführt werden. Das ist auch ein Winkel, der eine wirtschaftliche Zahl von Scheiben in das Rippenmaterial 52 auf eine Tiefe eindringen läßt, bei der das Scheibenprofil sich voll entwickelt hat, wie bei der Scheibe 16.

Die dritte Gruppe Scheiben, die mit 86 bezeichnet ist, ist von 17 bis 24 durchnumeriert. Diese Scheiben haben periphere Bereiche mit einem Profil 56, das im einzelnen schon im Zusammenhang mit Pig. 3 beschrieben worden ist.

Die vierte Gruppe Scheiben, die mit 88 bezeichnet ist, ist von 25 bis 32 durchnumeriert. Diese Scheiben haben Querschnittsprofile ähnlich den Querschnittsprofilen der Gruppe 86, außer daß deren Peripherien 102 schärfer als die Peripherien 53 in den Profilen 56 sind.

Schließlich ist eine Strebescheibe 33 vorgesehen, die ein peripheres Profil 104 ähnlich dem pexüpheren Profil 100 bei den Scheiben der Gruppe 88 hat, aber die Scheibe 35 hat eine größere axiale Breite. Sie ist außerdem elastisch flexibel, und befindet sich im ungespannten Zustand in der Position, die durch gestrichelte Linien bei 106 gezeigt ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung 40 während des Rollens einer

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Rippe ist unter Bezugnahme auf Pig. 4 beschrieben, und sie ist wie folgt:

Das Rippenrohrmaterial 452 wird über die Rohrauskleidung 50 gesetzt, und deren jeweilige Abmessungen sind derart, daß ein kleines Spiel 108 zwischen dem Rippenmaterial und der Rohrauskleidung vorhanden ist, so daß das Rippenmaterial lokker über die Rohrauskleidung geschoben v/erden kann. Das Rippenmaterial auf der Rohrauskleidung wird in die drei Rollen 42 (die in Fig. 1 gezeigt sind) in Richtung des Pfeils 110 eingegeben. Die Scheiben 128 in der Gruppe 82 greife/) als erste am Rippenmaterial 5Γ. an, und wegen der Drehung der Spindeln 44 läuft das Rippenmaterial gegenläufig we-~en des rollenden Kontakts zwischen den Scheiben iicd dem Rippenmaterial um. Die Peripherien 90 der Scheiben 1 bis 8 dringen allmählich tiefer in das Rippenmaterial 52 ein und erzeugen damit eine schraubenförmige Einkerbung im Rippenmaterial.

Die zweite Scheibengruppe 83, deren Scheiben mit 9 ois 1ό durchnumeriert sind, setzt das Eindringen in das Rippenmaterial durch deren Peripherien Sb fort. In diesem Beieich wird wegen des radialen Drucks, der von den Scheiben in den drei Rollen 42 gegen das Rippenmaterial 52 ausgeübt wird, das Rippenmaterial stramm gegen die Rohrauskleidung gedrückx, wie bei 112 dargestellt, so daß das Spiel 108 beseitigt wird. Die Scheiben 9 bis 16 bauen allmählich eine teilgefornrce Rippe auf, die hinter der Scheibe 16 eine Form 114 hai. Die Scheiben von 1 bis 33 befinden sich im axialen Abstand zueinander, und zwar durch Stahlscheiben-AbstandSinalter 116 verschiedener Dicken, die den Abstand zwischen den Scneiben und damit die Materialmenge aus dem R_ppenmaterial bestimmen, die in die Räume zwischen den Scheiben eindringt.

In der dritten Scheibengruppe 86, deren Se-neiben mit 17 bis 24 duerchnumeriert sind, erfolgt die eigentliche Formgebung der Rippe. Das wird durch Zusammendrücken des Rippenmaterials im Bereich 118 zwischen benachbarten Scheiben und durcn Drük-

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ken des Materials durch die Verengung 120 erreicht, die zwischen dem gekrümmten Bereich 64- und der linear profilierten Seite 66 der benachbarten Rolle gebildet ist. Das in dieser Weise durch die Verengung 120 gedrückte Material tritt als eine Rippe 122 aus. Die Rippe 122 befindet sich in Kontakt mit der Seite 66, aber wegen der ausgesparten Partie 80 im Profil 56 befindet sich die Rippe 122 nicht in Kontakt mit der benachbarten Scheibe im Bereich der ausgesparten Partie 80. Der Effekt davon ist, daß weniger Reibungszug auf die Rippe ausgeübt wird und folglich die Rippe 122 durch eine Spinnbewegung in einem durchgehend radialen, gekrümmten Bewegungsablauf nach außen geformt wird. Wegen der verringerten Reibung ist weniger Energie erforderlich, um die Rollen 42 in Drehung zu versetzen, und außerdem erfolgt eine geringere anschließende Bearbeitungshärtung der Rippe.

Etwa von den Scheiben 18 bis 24 an besteht eine Tendenz zum Wegziehen des Rip; enir terials 52 von der Rohrauskleidung, wie bei 124 dargestellt, wie aber noch zu beschreiben sein wird, wird das Rippenmaterial anschließend wieder auf die Rohrauskleidung 50 zurückgedrückt.

Um sicherzustellen, daß die VAarzeldicke 126 des Rippenmaterials beibehalten wird, sind die Durchmesser der Scheiben bis 24 etwas verkleinert, indem scharfe Spitzen beseitigt sind und indem etwas gerundete Peripherien 58 vorgesehen sind. Von der Scheibe 25 bis zur Scheibe 33 sind wieder scharfe Peripherien 102 an der Scheibe vorgesehen.

In der vierten Scheibengruppe 88, deren Scheiben mit 25 bis 32 durchnumeriert sind, nehmen die Scheiben allmählich in dex" Dicke ab. Das führt dazu, daß die axiale Bewegung des Rippenmaterials 52 auf der Rohrauskleidung 50 unterbunden wird, und dabei werden die Rippen 128 so geformt, daß sie den richtigen Teilungsabstand haben. Diese Scheiben sind elastisch flexibel und sind allmählich von der Vertikalen weggeneigt, so daß ein seitlicher Druck auf die Rippe ausgeübt wird.

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Die abschließende Scheibe ist eine Strebeacheibe, und sie ist, wie vorstehend erwähnt; elastisch flexibel. Die Dicke dieser Scheibe bestimmt das Maß der Ausbiegung, und das ist wichtig. Aus ihrer ungespannten Lage 106 wird die Sicheibe 33 in die in Vollinien gezeigte Position ausgebogen, in der die Scheibe gespannt ist. Dadurch übt die Scheibe 33 einen seitlichen Druck in axialer Richtung auf die voll entwickelte Rippe 130 aus, so daß in ihrer endgültigen Form die Rippe 130 zur Achse 46 geneigt ist.

Eine weitere Funktion der Strebescheibe 33 besteht darin, daß eie in ihrem gespannten Zustand, der in Vollinien dargestellt ist, einen seitlichen Druck auf die Rippe 130 ausübt, wie voretehend bereits erwähnt. Dieser Druck wird, unter anderem längs des Bereichs 132 der Rippe 130 ausgeübt. Das bewirkt, daß die Rippe gegen die Rohrauskleidung 50 gedrückt wird, und dadurch irtird der Spalt 124, der von der Scheibengruppe 86 hervorgerufen worden ist, v/ieder beseitigt. Das stellt folglich einen guten Kontakt zwischen der entwickelten Rippe 130 und der Rohrauskleidung 50 sicher, was für gute Wärmeaustauscheigensehaften des verrippten Rohrs essentiell ist.

Die Rollen 42 werden während der Rippenherstellung mit 730 UpM gedreht. Bei dieser Drehzahl entsteht Reibungswärme _s und um diesen Zustand zu mildern, wird ein Schmier-/Kühlmittel benutzt, das eine Fettsäure enthält.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel besteht die Rohrauskleidung 50 aus Stahl, insbesondere aus Kohlenstoffstahl, während das Rippenmaterial 52 aus Aluminium besteht. Ein verripptes Bimetallrohr, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, und zwar aus diesen Werkstoffen, kann die folgenden Abmessungen haben:

Durchmesser der fertigen Rippe = 57 bis 58 mm Radiale Rippenhöhe = 16 mm

Rippenwurzeldicke (126) = 0,8 mm

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Durchmesser der Rohrauskleidung (5Q) = 25,^ nun Durchmesser des Rippenmaterials (52) = 34,8 nun Rippenteilung =11 Rippen pro

25,4 mm, d.h.

2,3 mm

Dabei handelt es sich um ein verrintes Rohr, bei dem die Rippenhiähe hoch in bezug auf den Durchmesser der Rohrauskleidung 5ο Ist.

In Fig. 5 ist eine Rolle 140 gezeigt, die der in Fig. 4 gezeigten Rolle 42 ähnlich ist. Gleiche Teile wie die Spindel 44 niit einer Drehachse 46, das Rippenmaterial 52 und die Rohrauskleidung mit einer Drehachse 48 haben die gleichen Bezugszahlen erhalten. Die Rolle 140 enthält 31 Scheiben, die von 141 bis 171 durchnumeriert sind.

Die Scheiben 141 bis 171 sind in zwei axial fluchtenden Gruppen 172 und 174 auf der Spindel 44 angeordnet. Die erste Gruppe enthält die Scheiben 141 bis 161, und die zweite Gruppe 174 die Scheiben 163 bis 171. Diese Scheiben sind alle flexibel. Zwischen diesen beiden Scheibengruppen befindet sich eine Scheibe 162, die relativ steif und unflexibel im Vergleich zur Flexibilität der anderen Scheiben ist. Die Scheibe 162 ist dazu vorgesehen, sich einem Ausbiegen der anderen Scheiben entgegenzustellen, wenn die Rolle 140 läuft. Die Scheiben 141 bis 171 sitzen axial nebeneinander, so daß sie aneinander anliegen, ohne daß irgendwelche Zwisc; henräume zwischen den Scheiben vorgesehen eind. Indem keine Abstandshalter wie die Abstandshalter 116 in der Rolle 42 vorgesehen sind, die in Fig. 4 gezeigt ist, können die Scheiben dicker und damit stärker als die Scheiben in der Rolle 42 sein.

Alle Scheiben 157 bis 171 außer 162 haben gewölbte asymmetrische Que2?schnittsprofile. Die Scheiben 157 bis 161 und 163 bis 170 sind im Prinzip gleich, außer daß sie verschiedene Durchmesser und verschiedene Peripherien halben, wobei einige der Peripherien

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scharfe Kanten bilden und einige stvunpf sind, und zwar in der Form flacher peripherer Flächen. Die Scheiben mit scharfen Peripherien haben jeweils einen Durchmesser von 85 mm, während die mit stumpfen peripheren Flächen jeweils einen etv/as kleineren Durchmesser von etwa 82 mm haben.

Jede d-er Scheiben 157 bis 170, aasgenommen 162, hat ein gewölbtes Querschnittsprofil, das eine Aussparung 176 radial nach innen von der Peripherie versetzt aufweist. Diese Aussparung 176 ist der Aussparung 80 in den Scheiben ähnlich, die in Fig. 4 in der Rolle 42 gezeigt sind. Die Scheibe 171 ist der Scheibe 170 ähnlich, außer daß sie etwas dicker ist und in ihrem Profil keine Aussparung 176 hat. Die Profile der verschiedenen Arten von Scheiben, die die Scheiben 141 bis 171 in der Rolle 140 aufweisen, sind im einzelnen in Fig. 6 bis 12 gezeigt.

Die Rolle 140 arbeitet wie folgt:

Die Spindel 44 wird in Richtung des Pfeils 178 in Drehung versetzt, wodurch wegen des Reibungskontakts cw.i rohen dem Aluminium-Rippenmaterial 52 und den Scheiben 141 bis 1 /Ί das Hippenmaterial auf der Auskleidung 50 in entgegengesetzter Richtung 180 gedreht wird. Die Scheiben 141 bis 144 sind relativ steif und haben scharfe periphere Kanten, die das Rippenmaterial f<2 einkerben und sich in es eingraben. Die Scheiben 146 bis 156 haben ebenfalls scharfe periphere Kanten, und sie dringen tiefer in die Einkerbungs- oder Eintrittslinie ein, die von den Eingangsscheiben 141 bis 144 hergestellt worden ist. Die Scheiben 145 uis 156 sind flexibel, und sie können gekrümmte Querschnitt spr of ile haben, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, oder sie können Winkel-Querschnittsprofile haben, wie das in Fig. 7 dargestellt ist. Während dieser Phase, d.h. während des Eindringens der Geheiben 145 bis 156 in das Rippeninaterial 52, wird die Rippe allmählich in die axialen Räume 120 zwischen benachbarten Scheiben gedrückt, wie das durch die Rippenprofile 182 dargestellt ist.

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Die nächste Folge "von Scheiben in der Gruppe 172 sind die Scheiben Ί57 bis 161. Diese Scheiben haben gewölbte Querschnitt sproiile jeweils mit einer Aussparung 176, und jede hat eine stumpfe flache periphere !"lache. Diese Scheiben führen eine Halbformung der Sippe 184 im wesentlichen in der gleichen v/eise wie die Gruppe 38 aus, wie das im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben worden ist. Der Effekt der ausgesparten Partien 176 ist der gleiche wie der der ausgesparten Partie 80 entsprechend der Beschreibung im Zusammenhang mit Pig. 4, nämlich daß über der ausgesparten Partie des Profils die Rippe sich nicht in Eontakt mit der Scheibe befindet und deshalb eine geringerer Reibungszug auf die Rippe ausgeübt wird und damit eine geringere Tendenz besteht, daß das Rippenmaterial 52 von der Rohrauskleidung 50 weggezogen wird, Die Scheiben 157 bis 161 sind flexibel und zur Haltescheibe 162 hin gewölbt. Der Effekt ihrer gewölbten Querschnittsprofile besteht darin, daß einem seitlichen axialen Druck entgegengewirkt wird, der von der Rippe gegen die Scheiben ausgeübt wird, und daß folglich einer Verformung der Scheiben entgegengewirkt wird. Die gewölbte Ausführung der Scheiben führt außerdem dazu, daß der Tendenz entgegengewirkt wird, daß das Rippenmaterial 52 von der Rohrauskleidung 50 v/eggezogen wird.

Die Haltescheibe 162 ist relativ steif und unflexibel und stellt sich einer Verformung der Scheiben in der Gruppe 172 "wegen des axialen seitlichen Drucks entgegen, der von den Anfangsrippen 182 und 184 ausgeübt v/ird. Sie stellt sich außerdem helfend der Verformung der Scheiben in der Gruppe 174 entgegen.

Die Scheibengruppe 174 bewirkt eine Fertigform/;ebun;: der Rippe 186, mehr oaer weniger in der gleichen Weise wie die Scheibengruppe 88 in Pig. 4. Dise Scheiben sind ebenfalls gewölbt und flexibel, und deren gewölbte Formen stellen sich einer axialen Verformung entgegen. Die Scheiben 165 bis 168 haben stumpfe periphr^e Flächen, während die Scheiben 169 bis 171 scharfe periphux'e Flächen haben_t Die weitere Funktion der

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Scheiben 163 "bis 171 Taesteht darin, jeder Tendenz entgegenzuwirken, daß das Rippenmaterial 52 von der Rohrauskleidung 50 weggezogen wirdc

Die Scheiben 157 "bis 168 haben, wie -vorstehend erwähnt, stumpfe periphere Flächen und sind am Rand im Durchmesser kleiner als die Scheiben 169 bis 171. Der Effekt der stumpfen peripheren Flächen besteht darin, die gewünschte Wurzeldicke in den Rippen 184-, 186 zu schaffen und sich jeder Tendenz entgegenzustellen, daß das Rippenmaterial 52 von der Rohrauskleidung 50 wegegezogen wird, und daß das Rippenmaterial 52 auf die Rohrauskleidung gedruckt wird. Als Folge davon ist festgestellt worden, daß das Rippenmaterial 52 auf die Rohrauskleidung 50 etwa von der Scheibe 152 an zurückgedrückt wird, um damit das anfängliche Spiel 108 zu beseitigen.

Die vorstehend beschriebene Anordnung, nämlich daß der Gesamtdurchmesser jeder der Scheiben 170 und 171 am Rand größer als der Gesamtdurchmesser der stumpfflächigen Scheiben 157 bis ist, hilft,ein weiteres Drücken des Rippenmaterials 52 zurück auf die Rohrauskleidung 50 zu erreichen.

Ein weiterer Faktor, der dabei hilft, sicherzustellen, daß das Rippenmaterial 52 auf die Rohrauskleidung 50 gedrückt wird, besteht darin, daß die Scheiben 141 bis 156 und dann wieder die Scheiben 169 bis 171 scharfe periphere Kanten haben. Der Effekt davon ist, daß die Rippenvmrzel scharfkantig ist, d.h. der Raum zwischen den Rippen ist scharfkantig. Indem eiae solche Scharflcantigkeit vorgeseher wird, befindet sich eine möglichst kleine Fläche in Kontakt mit den Scheiben, und damit kann der Reibungswiderstand niedrig gehalten werden, und damit wird der Tendenz entgegengewirkt, daß die Scheiben das Rippenmaterial von der Rohrauskleidung 50 wegziehen.

Der Neigungswinkel 190 der peripheren Flächen da? Scheiben 141 bis 1>6 ist dem Neigungswinkel 98 ähnlich, der in Fig. 4 gezeigt ist, d.h. liegt im Bereich von 6°, Ein ähnlicher Nei-

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gungswinkel der peripheren Plächen der Scheiben 141 bis 156, der nicht dargestellt ist, beträgt etwa 1°.

Die Scheiben 141 bis 171 bestehen aus schlagwiderstandfähigeL> Stahl und sind auf eine Härte von 47 Rockwell C mit einer Toleranz von -1 gehärtet. Das Aluminium des Rippenmaterials 52 ist von weicher Qualität und von der Sorte, die als 5OS oder HT9 bezeichnet wird.

In Pig. 6 bis 12 sind die Querschnittsprofile der Scheiben bis 171 in der in Pig. 5 gezeigten Rolle 140 im einzelnen dargestellt. Pig. 6 zeigt das Querschnittsprofil 192 der Scheiben 141 bis 144. Das Profil weist zwei flache Seiten 194 und 196 auf, die sich in einer scharfen Kante 198 schneiden.

Fig. 7 zeigt das Querschnittsprofil 200 der Scheiben 145 bis 156. Das Profil ist winklig und weist drei flache Plächen 202, 204 und 206 auf, vobei die beiden letzten Plächen sich in einer scharfen periphere^ Kante 208 schneiden. Die Profile der Scheiben 145 bis 156 weisen gemäß der Darstellung gekrümmte Abschnitte auf. Diese Profile sind eine Alternative zum Winkelprofil

200, das an diesen Scheiben vorgesehen sein kann, π

Pig. 8 zeigt das Querschnittsprofil 210 der Scheiben 169 bis 170. Es hat einen Gesamtdurchmesser von 85 mm und weist zwei gekrümmte Plächen 212 und 214 auf, die sich in einer scharfen peripheren Kante 216 schneiden. Das Profil ve ist ferner eine gerade Seite 218 auf, die in eine gerade Seite 220 übergeht, welche eine Tangente an die Kurve 212 ist. Die plächen 218 und 220 gehen bei 176 ineinander über, so daß der Bereich in bezug auf die benachbarten Plächen 218 und 220 ausgespart ist. Das Profil hat eine Dicke 224 von 1,6 mm. Das Profil ist gewölbt und asymmetrisch, und die Fläche 218 ist von dem gerundeten Bereich 226 aus nach innen versetzt um ein Maß ausgespart, das etwa 0,25 mm beträgt. Die Winkel 222 und 223 betragen 3° bzw. 4°, die Radien R₁ und R₂ betragen jeweils 6,25

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mm, und die Haße 225 und 227 "betragen 3,56 mm "bzw. 2,55 nm.

9 zeigt ein Querschnittsprofil 230, das an den Scheiben 157 "bis 161 vorgesehen ist* Bas Profil 230 ist mit dem in Fig. 8 gezeigten Profil identisch, außer daß die Flächen 212 und sich nicht in einer scharfen Kante schneiden, sodem durch eine flache periphere Fläche 232 miteinander verbunden sind. Das Profil 230 hat einen Gesamtdurchmesser von etwa 32 nun.

Fig. 10 zeigt das Querschnittsprofil 234 der Haltescheibe 162. Es hat zwei zulaufende flache Flächen 236 und 238, -±le in zwei gekrümmte Flächen 240 und 242 übergehen, welche durch eine flache periphere Fläche 244 mi1a.nander verbunden sind. Der .-.-esanrcdurchmesser des Profils 234 beträgt 82 mm.

Fig. 11 zeigt ein Querschnittsprofil 246 für die Scheiben 165 bis 168. Das Profil 246 ist identisch mit dem in Fi~. 9 rezeigten Profil 230.

Fig. 12 zeigt ein Querschnittsprofil 243 für die Scheibe 171. Das Profil 248 ist dem Profil 210 in Fig. 8 ähnlich, außer daß des Profil eine gleichmäßige Dicke 224 hat, die gleich 1,6 nun ist, d.h. die ausgesparte Partie 220, die im Profil 210 vorgesehen ist, ist nicht vorhanden. Das Profil 248 ist; ebenfalls gewölbt, und der Gesamtdurchmesser beträgt ebenfalls 85 nun,

Gemäß den Darstellungen in Fig. 4 und 5 ist die Teilung der periphere^. Flächen der Scheiben 1 bis 53 und 141 ois 171 nicnt konstant. Tn der Rolle 42 beträgt aie Teilung des Spalts zv.ischen den Scheiben 1 und 2 2,5 mm, und sie nimmt prorressiv zu, bis ein V/ert von 3,3 mm im Spalc zwischen etwa den Scheiben 10 und 11 erreicht ist. Danach nimmt sie wieder ab, bis 2,3 inm im Spalt zwischen den Scheiben 32 und 53 erreicnt sind. Die Änderung in der Teilung wird durch eine Äncerun;; in der Dicke der Abstandshalter 116 erreicht. Bei der Rolle 140 nimmt in gleicher Weise die Teilunc progressiv von 2,3 nun zwischen den Scheiben 141 und 142 auf 3,3 mm zwischen d«n Scheiben 150

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und 151 ZUc Danach nimmt die Teilung wieder ab, bis 2,3 nun im Spalt zwischen den Scheiben 161 und 162 erreicht sind. Danach bleibt die Teilung bei 2,3 ram« Die Änderung in der Dicke wird durch eine Änderung in der Dicke und Konstxniktion der Scheiben erreicht. ,,-

Der Zweck der Änderung der Teilung besteht darin, ein Sammeln und Quetschen des Rippenmaterials zwischen den Scheiben zu er- ^;* möglichen, so daß das Rippenmaterial in die Spalte zwischen j den Scheiben gedrückt werden kann, um die Rippenformgebung zu S beginnen.

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Heat Exchangers Africa Limited G 77 24 625-4
ZA-Johannesburg 5· Januar 1978

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung verrippter Rohre aus Metallrippenröhrenmaterial, bei der eine zur Haterialaufnähme
vorgesehene Rolhrauskleidung mittels Spindeln antreibbar
ist, auf denen jeweils eine Mehrzahl Formscheiben mit
einem asymmetrischen Querschnittsprofil axial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil (70, 76, 218, 220) jeder Poumscheibe (56, 17 - 31» 157 161, I63 - I70) einen sich radial erstreckendes Profil=
bereich (80, I76) aufweist, der in axialer Richtung auegespart ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Formscheibe elastisch flexibel in axialer Richtung ist und zur Ausübung eines seitlichen Drucks in axialer Richtung der Scheibe auf eine aus Rippenmaterial geformte Rippe vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe gewölbt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgesparte Profilbereich der Forascheibe in der gewölbten Fläche vorgesehen ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil (5&> 210, 230, 246) der For» scheibe gekrümmte Bereiche auf-weist,, die so gestaltet sind, daß das Profil zunächst von der Peripherie der Formscheibe in Richtung radial nach innen divergiert (bei 58, 60, 212, 214) und dann konvergiert (bei 70) und danach wieder radial nach innen divergiert (bei 76, 218).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnitt»profil der Formscheibe in der Seite, in d^r sich der ausgesparte Frofilbereich

j befindet, eine Ringschulter· (228) am radial innenlieg-^nden Ende der Schulter aufweist.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie der Forescheibe eine scharfe Kante (216) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie der Forascheibe stumpf ist und die Form einer sich peripher erstreckenden flachen Fläche (232) hat.

jfc 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Foreseheibe 1,6 mm beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der ausgesparte Profilbereich des Querschnittsprofils der Foriascheibe nur in einer axialen Seite der Formscheibe vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einecn der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschfeiben (l4l - 171) axial aneinanderliegen.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Formscheiben (1 - 33) Abstandhalter (ll6) vorgesehen sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formscheiben (l4l - I71) in mindestens zwei Gruppen (172, 174) vorgesehen sind und di«i Formacheiben in einer Gruppe (172) ein Eindringen in da» Ripponmaterial und ein erstes Formen der Rippe und die andere Gruppe (17^) ein endgültiges Formen und eine Fertigstellung der Rippe bewirken .

l4. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß eine steife, relativ unXlexible Hailtescheibe (I62) zwischen den beiden Gruppen angeordnet ist, die sich einer Verformung der beiden Gruppenscheiben unter/seitlichem Druck entgegenstellt, der auf die Formscheiben ausgeübt wird.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen gewölbte Formscheiben aufweisen, die so angeordnet sind, daß deren gewölbte Seiten auf die Haltescheibe zu gerichtet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder I5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier der Farmscheiben (157 - I6I} 163 - I68) unmittelbar in Anschluß an beide axiale Seiten der Haltescheibe stumpfe Peripherien in der Form flacher peripherer Flächen (232) haben.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Spindel 31 Formscheiben angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß »uf wenigstens einer der Spindeln 33 Formscheiben angeordnet sind.

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19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindel vier Gruppen Formscheiben (82, 84, 86, 88) aufweist und die erste Gruppe (82) scharfe keilförmige Peripherien hat, die ein Eindringen in das Rippenrohrmaterial erleichtern, die zweite Gruppe (84) Querschnittsprofile ähnlich denen in der ersten Gruppe hat, jedoch weniger scharf und etwas gekrümmt und mit allmählich zunehmender Dicke zum Zusammendrücken von Metall zwischen den Schreiben, die dritte Gruppe (86) etwas gekrümmte Querschnittsprofile mit ausgesparten Bereichen zum Formen und Anheben der Rippe hat und die vierte Gruppe (88) Querschnittsprofile ähnlich denen der dritten Gruppe hat, jedoch etwas schärfer als diese, zum Vornehmen einer abschließenden Formgebung der Rippe.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Formscheiben (l - l6, l4l - 156) an einem axialen Ende der Spindel in axialer Richtung der Spindel größer werden.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (98, I90) einer Linie, die sich axial über die Peripherien der diametral größer werdenden Formacheiben erstreckt, in Bezug auf die Achse der Rohrauskleidung etwa 6 beträgt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Teilung der axialen Spalte zwischen den Peripherien mindestens einiger der Formscheiben variiert.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Spalte von einem axialen Ende der Spindel axial nach innen größer und dann zum anderen axialen Ende wieder kleiner wird, wobei die Teilung an beiden der axialen Enden der Spindel gleich ist.

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