WO1988002672A1 - Process for manufacturing double-wall hollow metal bodies, and hollow bodies produced by the process - Google Patents

Process for manufacturing double-wall hollow metal bodies, and hollow bodies produced by the process Download PDF

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WO1988002672A1
WO1988002672A1 PCT/EP1987/000548 EP8700548W WO8802672A1 WO 1988002672 A1 WO1988002672 A1 WO 1988002672A1 EP 8700548 W EP8700548 W EP 8700548W WO 8802672 A1 WO8802672 A1 WO 8802672A1
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WO
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sheet metal
welded
hollow body
hollow
wall
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Application number
PCT/EP1987/000548
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English (en)
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Inventor
Ag Buss
Original Assignee
Van Der Piepen, Rolf
Wagner, Heinz
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Publication date
Application filed by Van Der Piepen, Rolf, Wagner, Heinz filed Critical Van Der Piepen, Rolf
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/04—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • B21D53/045—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal by inflating partially united plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/06—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/003—Multiple wall conduits, e.g. for leak detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F28F3/14—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels by separating portions of a pair of joined sheets to form channels, e.g. by inflation

Definitions

  • the invention relates to a method for producing double-walled hollow bodies made of metal, in particular tubular hollow bodies.
  • the invention is based on the object of creating a method for producing hollow bodies of this type which have high dimensional accuracy with regard to the cross-sectional contour and with regard to the axial alignment.
  • This object is achieved in that on a first forming the inner wall of the hollow body
  • Sheet metal blank a second sheet metal blank forming the outer wall is applied tightly and welded zone by zone to the first sheet metal blank, a calibration body being inserted into the hollow body and that by applying a pressure medium to the intermediate space between the sheet metal layers, those not welded to the first sheet metal blank Areas of the second sheet metal blank are expanded outward under deformation.
  • the advantage of this procedure is that the cold forging of both sheets causes the material to be work hardened and the tubular hollow body created thus has a high degree of dimensional stability.
  • pressure is applied, the metal sheet forming the inner wall is pressed onto the calibration body and thus receives the precise cross-sectional contour specified by the cross-section of the calibration body.
  • Such tubular hollow bodies produced by the method are preferably circular cylinders.
  • the process is not limited to this.
  • conical hollow bodies or hollow bodies with a cross-section deviating from the circular shape can also be produced if the calibration body is shaped accordingly. It is expedient if the calibration body is inserted after the sheet metal layers have been welded and the raw hollow body has been shaped.
  • two, preferably flat, sheet metal blanks are welded tightly together in zones close to one another and that the welded sheet metal blanks are bent to form a tubular hollow body and are firmly welded to one another at the contacting longitudinal edges.
  • This method is particularly suitable for hollow bodies in which the sheet metal blank forming the outer wall and the sheet metal blank forming the inner wall are connected to one another via rows of points offset with respect to one another.
  • At least one sheet metal strip is wound in a helical manner on a preformed tube forming the inner wall of the hollow body and is tightly welded along the edges to the outer wall of the tube.
  • the flow channel thus created after the expansion allows a flowing medium, in particular a liquid, to flow through with only a slight pressure loss.
  • the helically extending to "the outside, by the expansion solidified flow channel is the tubular hollow body produced in this way a high stiffness with respect to the concentricity of the inner wall and the straightness of the hollow body in the axial direction, a high
  • the sheet metal strip to be wound in a helical shape and welded to the tube is provided in a channel-shaped manner.
  • This preceding process of deforming the sheet metal strip is initially a pure bending process, which is followed by the stretching of the material of the sheet metal strip after welding by the application of pressure medium. With this procedure,
  • the trough-shaped pre-deformation can be integrated into the winding process in that the sheet metal strip running towards the tube during the winding process initially has a form roller station
  • the sheet metal strip is wound onto the tube in an overlapping manner in a scale-like manner and welded tightly with both edges.
  • One weld seam runs directly on the outer wall of the inner tube, while the other weld seam runs on the sheet metal strip underneath.
  • a first sheet metal strip with axial spacing of the adjacent edges and a second sheet metal strip covering the remaining space are wound onto the pipe and the edges of both sheet metal strips are welded tightly to the underlying surface.
  • the method according to the invention can also be implemented in such a way that two relatively wide sheet metal strips are welded to one another with at least one weld seam running in the longitudinal direction, and that this double sheet metal strip is then wound into a tube, the edges touching one another directly be welded.
  • the two-layer winding tube produced in this way is then, as described above, pushed onto a calibration body and widened by acting on the space between the two sheets.
  • the calibration body is first heated after it has been inserted into the raw hollow body and, after the subsequent deformation of the hollow body, is cooled by the pressure medium and pulled out of the finished hollow body.
  • a calibration body consisting of a plurality of radially adjustable longitudinal segments is used.
  • Such a calibration body is considerably more complex to manufacture and maintain, but it has the advantage that the diameter enlargement which takes place before the pressure medium is applied can be carried out mechanically or hydromechanically to produce a firm contact of the calibration body with the inner surface of the inner tube.
  • hollow bodies of the type according to the invention can be produced in large quantities at least for the flow channels to be produced which form the outer wall, however, there is a limitation in the practical use for those which can be produced Lengths due to the use of a calibration body to be inserted or shrunk in before the pressure medium is applied.
  • the invention provides that the tube ends to be welded to one another are pushed onto a centering and calibrating body and that prior to the welding process, the area of the hollow body, which is influenced by the thermal action of the welding process, is widened radially outwards on both sides of the welding joint to compensate for the material shrinkage due to the welding.
  • the expansion can take place thermally via the thermal expansion of an appropriately trained calibration body or mechanically. It is important here that the expansion, even if only slight, is only due to the thermal action 1. zone affected by the welding process.
  • the centering and calibrating body each has at least one in the mutually
  • the invention further relates to a double-walled hollow body made of metal, in particular a tubular hollow body, produced by the method according to the invention.
  • the hollow body according to the invention is characterized by a smooth, preferably cylindrical inner tubular body, the outer surface of which is provided with an at least one-pass flow channel, which is formed by a sheet which is widened outwards (connected to the outer surface of the inner body and which is attached to it in each case) Ends are connected to a connection opening for a fluid line.
  • the inner tubular body is provided on its outer surface with an at least catchy wendi-shaped flow channel, which is formed by a sheet metal strip which is widened outwards and is tightly welded to the inner tubular body with its edges.
  • the flow channel is connected in each case in the end region of the hollow body to an annular space which is provided with a passage opening for a flowing medium.
  • Fig. 1 shows a flat, with several parallel
  • Fig. 2 is a side view
  • Fig. 3 is a plan view of a tubular, according to the double sheet blank. 1 produced hollow body,
  • Fig. 5 shows the embodiment. 4 in the finished state after expansion
  • Fig. 6 shows a section. the line VI-VI in Fig. 4 on a larger scale
  • Fig. 7 shows a section. the line VII-VII in Fig. 5 on a larger scale
  • Fig. 10 shows a modification of the winding form. 9 with trough-shaped sheet metal strips
  • FIG. 11 shows an end view for an arrangement for producing a hollow body in accordance with the embodiment according to FIG. 4,
  • Fig. 12 is a schematic plan view of the
  • FIG. 13 shows in a longitudinal section the arrangement of a thermally adjustable calibration body in a raw hollow body according to FIG. Fig. 4,
  • 15 i shows a longitudinal section through a centering and calibrating body for welding two hollow body sections together.
  • the weld seams 5 alternately start from one side edge and the other side edge and are then, as the drawing shows, not led to the end.
  • the smaller sheet metal blank 2 has two through openings 6 and 7, which are provided with a connecting piece, not shown. As shown, the two sheet metal blanks can lie on top of one another as flat sheets, which considerably simplifies the production of the weld seams. They can also be fully or partially pre-bent and then welded together.
  • the welded double-layer sheet metal blank is now a cylinder around axis 8 bent and the side edges 9 then butted tightly welded with a longitudinal seam.
  • a calibration body can now be inserted into this raw hollow body before or after the welding of the longitudinal seam.
  • the diameter of the calibration body is increased mechanically or thermally and thus its outer surface lies tightly against the inner surface of the raw hollow body.
  • a pressure medium for example a gas or a liquid, is now applied to the space between the two sheets 1 and 2 via the connecting pieces at the through openings 6. Since the inner body defined by the sheet 1 is supported over its full length on the inserted calibration body, the zones of the outer sheet delimited by the weld seams 3, 4 and 5 widen to form annular beads in the circumferential direction, such as this is shown in Fig. 2.
  • the finished tubular hollow body can then be provided with flanges 10 at its ends, and in its upper region with an inlet connection 11 and, if appropriate, further inlets and outlets.
  • the double-walled, tubular hollow body obtained in this way can now be connected with its connections 6 to a fluid supply line through which, for example, a flowing heating medium is supplied. Due to the special arrangement of the weld seams 5, there is a longitudinal flow through the channels obtained with the bulge, as indicated by the arrows.
  • the tubular hollow body obtained in this way therefore has a precision with regard to straightness and with regard to concentricity of the inner wall, so that it is possible to use such hollow bodies also for chemical apparatuses with internal elements rotating about the longitudinal axis of the tube, the ends of which are close to the Inner wall must be passed, as is the case with thin-film evaporators, for example.
  • the sharp deflections of the flow channel formed by the bulges 12 in the area of the longitudinal seam 9 cause relatively large pressure losses at higher flow speeds.
  • FIGS. 4 to 10 Another embodiment is therefore represented and described in FIGS. 4 to 10, which is preferred compared to the embodiment;
  • Figures 2 and 3 have a number of advantages in both manufacture and use.
  • a sheet metal strip 14 of appropriate width is wound in a helical manner on a prefabricated inner tube 13, which is mounted on a calibration mandrel, as is shown schematically in FIGS. 11 and 12.
  • the contacting edges 15 of the wound sheet metal strip 14 are now welded tightly to both the outer surface of the inner tube 13 and to one another, for example using a TIG or plasma welding method, as can be seen from the section in FIG. 6.
  • the two end edges 16 and 17 are welded tightly with a seam running in the circumferential direction.
  • the sheet metal strip is in turn provided with through openings 6 which have corresponding connecting pieces. Then the through openings 6
  • Gaseous or liquid pressure medium is applied to the space between the inner tube and the welded-on sheet metal strip, so that the sheet metal strip 14 is expanded accordingly and a helical flow channel running around the inner tube is created.
  • FIG. 7 shows the area of the welded edge 15 after the expansion under pressure.
  • the inner tube is calibrated with regard to concentricity and straightness and stabilized by means of the expanded and cold-strengthened sheet metal strip 14.
  • the particular advantage of this embodiment consists above all in that the flow channel is guided all the way around the entire circumference of the hollow body and thus there are no “discontinuities”, as is the case with the longitudinal seam 9 in the embodiment.
  • Fig. 2 is given.
  • the concentricity tolerances that can be achieved are so good here that, when using appropriate sheet metal qualities for the inner tube, a reworking of the inner wall of the finished hollow body in a large number of cases is not necessary or only to a small extent.
  • FIG 8 shows another section for the winding of the inner tube 13 with a sheet metal strip 14 in a section.
  • the sheet metal strip 14 is wound in an overlapping manner, one edge 18 being welded directly to the outer wall of the inner tube 13 and the other edge 19 to the part of the preceding turn lying underneath.
  • FIGS. 9 and 10 show embodiments for a two-start helix.
  • a sheet metal strip 14 ' is wound helically on the inner tube 13, the winding being dimensioned such that An intermediate space 20 remains between the successive turns of the sheet metal strip 14 ".
  • This intermediate space 20 is covered by a second sheet metal strip 21. The edges of both sheet metal strips are welded tightly to the underlying surface.
  • the embodiment acc. Fig. 10 corresponds essentially to the embodiment according to. Fog. 9.
  • the sheet metal strip 14 ′′ is pre-bent in a trough shape before being wound onto the inner tube 13 by a form roller station 22 (shown in dashed lines in FIG. 12), so that after the welding of these strips it is already slightly bulged is connected to the inner tube 13.
  • the remaining space between the adjacent turns of the sheet metal strip 14 "is then again closed by a tightly welded sheet metal strip 21.
  • a sheet metal strip which is bulged in a channel-shaped manner can also be used here.
  • the edges of the sheet metal strip 14 to be wound are welded directly with the turning of the inner tube during the winding process.
  • Welding device is schematically indicated in FIG. 11 by arrow 23.
  • the sheet metal strip 14 is one Coil 24 continuously withdrawn.
  • Fig. 13 shows one in a raw hollow body, as gem. 4, the calibration body 25 is inserted and described.
  • the outside diameter of the calibration body is dimensioned such that it can be inserted into the inner tube 13, taking into account any inaccuracies in shape.
  • the calibration body 25 is preferably made of a metal with good thermal conductivity properties, for example aluminum, and is provided on the inside with a channel system, not shown, through which a heating and cooling medium can be passed. In this case, the calibration body is pushed into the not yet welded inner jacket when cold. The longitudinal seam of the inner jacket is welded and the sheet metal strips delimiting the heating channels are applied.
  • a heating medium is first applied to the calibration body via corresponding connecting lines 26 so that • the outer wall of the calibration body presses against the inner wall of the raw hollow body due to the radial thermal expansion.
  • the space between the outer wall of réelleroh ⁇ res 13 'and the helically welded sheet metal strip 14 is then then, as described above, pressurized and listed in the manner described above 14, the non-welded areas of the sheet metal strip "expands.
  • the calibration body 25 is charged with a coolant and cooled rapidly, so that the resulting reduction in diameter enables the calibration body 25 to be freely pulled out of the finished hollow body.
  • FIG. 14 schematically shows an embodiment of a rnecha. niche expandable calibration body in cross section.
  • This has a central cylindrical support body 27, which is provided with a large number of narrow longitudinal segments 28 over its entire circumferential surface.
  • the longitudinal segments 28 are guided in the carrier body 27 so as to be radially displaceable to a small extent and can be mechanically
  • a longitudinal wedge or hydraulic means are pressed radially outwards at high pressure so that the outer longitudinal edges bear under pressure against the inner wall of the tube 13 and can absorb the counterpressure when the sheet metal strip 14 is welded on.
  • the length of the longitudinal segments, as seen in the circumferential direction should be designed so that the spaces between two adjacent longitudinal segments 28 are as small as possible in the working position in order to avoid deviations from the exact circular shape when the pressure is applied.
  • a centering and calibrating body 29 is inserted into the ends to be connected to one another .
  • the two ends of this centering and calibrating body are formed by centering disks 30 which, if necessary, can be displaced radially outwards here for better handling Have plant feet not shown.
  • a calibration body 32 which is connected to the centering disks 30 and, as described with reference to FIG. 13, after insertion by heating or by mechanical means in its
  • Diameter can be increased by a corresponding amount, so that / by the welding process when laying the round seam
  • the diameter of the calibration part 32 is reduced by charging with a coolant or by mechanical adjustment, so that it can be pulled out of the tube. In this way it is ensured that the pipe sections connected to one another are not only aligned exactly axially, but also that there are no diameter reductions in the area of the weld seam 31 at the connection point. In this way it is also possible to produce long, double-walled tubular hollow bodies with the required high demands on straightness and concentricity of the inner wall according to the above-described method.

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Description

Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Metall und nach dem Verfahren hergestellter Hohlkörper
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Metall, insbesondere von röhrförmigen Hohlkörpern.
Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen, insbesondere im chemischen Apparatebau, ist es erforderlich, Rohrleitungen, Behälter, insbesondere aber Reaktionsapparate, doppelwandig auszubilden, um über die Wandflächen dem Behälterinhalt Wärme zuzuführen oder-Wärme zu entziehen. Derartige doppel¬ wandige , vorzugsweise rohrförmige Hohlkörper, aus denen sich derartige Behälter aufbauen lassen, sind grundsätzlich bekannt. Die Herstellung derartiger Behälter bereitet jedoch dann Schwierigkeiten, wenn insbesondere .bei Hohlkörpern mit Kreisquerschnitt hohe Anforderungen an die exakte Kreis¬ form und auch an die exakte axiale Ausrichtung gestellt wer¬ den, wie dies beispielsweise für Apparate der Fall ist, in die rotierende Einbauten eingesetzt sind, die in einem Abstand von nur wenigen Millimetern bis zu Bruchteilen eines Millimeters entlang der Innenwandung des Zylinders geführt werden müssen. Da im Hinblick auf einen guten Wärmedurchgang die Innenwandung des Hohlkörpers möglichst dünn sein muß, war das Herstellungsverfahren für derartige doppelwandige Hohlkörper sehr aufwendig, um den Verzug des Materials durch die Schweißarbeiten zu beheben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Hohlkörper zu schaffen, die eine hohe Formgenauigkeit hinsichtlich der Querschnittskontur • und hinsichtlich der axialen Ausrichtung aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einen die Innenwandung des Hohlkörpers bildenden ersten
Blechzuschnitt ein die Außenwandung bildender zweiter Blech¬ zuschnitt dicht anliegend aufgebracht und zonenweise mit dem ersten Blechzuschnitt verschweißt wird, wobei in den Hohlkörper ein Kalibrierkörper eingeschoben wird und daß durch Beaufschlagung des Zwischenraumes zwischen den Blech¬ lagen mit einem Druckmittel die mit dem ersten Blechzuschnitt nicht verschweißten Bereiche des zweiten Blechzuschnittes nach außen unter Verformung aufgeweitet werden. Der Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß durch die Kaltver- for ung beider Bleche das Material eine Kaltverfestigung erfährt und damit der erstellte rohrför ige Hohlkörper eine hohe Formsteifigkeit aufweist. Bei der Druckbeaufschlagung wird das die Innenwandung bildende Blech auf den Kalibrier¬ körper gepreßt und erhält so die durch den Querschnitt des Kalibrierkörpers vorgegebene genaue Querschnittskontur.
Die Verformung des die Außenwandung bildenden Bleches durch Auf eitung nach außen ist sehr viel stärker, so daß hier eine sehr viel stärkere Kaltverfestigung bewirkt wird, wobei die durch den Schweißvorgang bei der Verbindung der beiden Blechz schnitte miteinander eingebrachten Spannungen abge¬ baut werden. Die Materialverfestigung bewirkt zugleich die hohe Formsteifigkeit des fertigen Hohlkörpers. Derartige nach dem Verfahren hergestellte rohrförmige Hohlkörper sind vorzugsweise Kreiszylinder. Das Verfahren ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So lassen sich beispielsweise bei ent¬ sprechender Formgebung des Kalibrierkörpers auch konische Hohlkörper oder auch Hohlkörper mit von der Kreisform abwei¬ chenden Querschnitt herstellen. Zweckmäßig ist es, wenn der Kalibrierkörper nach dem Verschweißen der Blechlagen und dem Formen des rohen Hohlkörpers eingeschoben wird.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zwei, vorzugsweise flache Blechzuschnitte dicht aufeinanderliegend zonenweise fest miteinander ver¬ schweißt werden und daß die verschweißten Blechzuschnitte zu einem rohrför igen Hohlkörper gebogen und an den sich berührenden Längskanten fest miteinander verschweißt werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Hohlkörper, bei denen der die Außenwandung bildende Blechzuschnitt und der die Innenwandung bildenden Blechzuschnitt über gegenein- ander versetzte Punktreihen miteinander verbunden sind.
Es ist aber auch nach dieser Verfahrensweise möglich, die Blechzuschnitte über eine Vielzahl von parallel laufenden durchgehenden Schweißnähten miteinander zu verbinden, um so durchgehende Strömungskanäle zu erhalten. Besonders zweck- mäßig ist es hierbei, wenn die Schweißnähte in Umfangsrich- tung des herzustellenden Hohlkörpers verlaufen, wobei die Schweißnähte dann jeweils abwechselnd im Bereich der einen und der anderen, die Längsnaht des fertigen Rohres bildenden Kante des Blechzuschnittes mit Abstand enden und so das fertiggestellte Rohr einen mäanderförmig vom einen Rohrende zum anderen Rohrende verlaufenden Strömungskanal aufweist.
.In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch vorgesehen, daß auf ein vorgeformtes, die Innenwandung des Hohlkörpers bildendes Rohr wenigstens ein Blechstreifen wendeiförmig aufgewickelt und längs der Kanten mit der Außenwandung des Rohres dicht verschweißt wird. Bei dieser Verfahrensweise kann der Kalibrierkörper schon vor dem Schweißvorgang in das Rohr eingebracht werden. Der auf diese Weise nach dem Aufweiten entstehende Strö ungs- kanal erlaubt eine Durchströmung eines fließenden Mediums , insbesondere einer Flüssigkeit mit nur geringem Druckverlust. Der wendeiförmig auf" der Außenseite verlaufenden, durch das Aufweiten verfestigte Strömungskanal gibt dem so hergestellten rohrförmigen Hohlkörper eine hohe Formsteifigkeit wobei hinsichtlich der Rundlaufgenauigkeit der Innenwandung und der Geradheit des Hohlkörpers In axialer Richtung eine hohe
10 Präzision möglich ist.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß der wendeiförmig aufzuwickelnde und mit dem Rohr zu verschweißende Blechstreifen rinnenförmig vorge-
-, g formt wird. Dieser vorangehende Vorgang der Verformung des Blechstreifens ist zunächst ein reiner Biegevorgang, an den sich nach dem Aufschweißen durch die Druckmittelbeauf¬ schlagung die Ausreckung des Materials des Blechstreifens anschließt. Bei dieser Verfahrensweise lassen sich bei
20 gleicher Ausreckung wie bei dem vorstehend beschriebenen
Verfahren Strömungskanäle mit größerem Querschnitt herstellen. Die rinnen-förmige Vorverformung läßt sich in den Wickelvorgang dadurch integrieren, daß der beim Wickelvorgang dem Rohr zulaufende Blechstreifen zunächst eine Formrollenstation
25 durchläuft, die dem Blechstreifen die Rinnenform gibt und der dann in einem Zug unmittelbar nach der Vorverformung • auf das Rohr wendeiförmig aufgewickelt und gleichzeitig hierbei verschweißt werden kann. Sowohl der glatte unverformte, wie auch der rinnenförmig gg vorverformte Blechstreifen kann nun so auf das Rohr gewickelt werden, daß sich in aufgewickeltem Zustand seine Kanten unmittelbar miteinander berühren. Durch ein entsprechendes Schweißverfahren, beispielsweise ein WIG- oder LASMA-Schweiß- verfahren ist es dann möglich, sowohl die beiden benachbar-
3g ten Kanten des aufgewickelten Blechstreifens miteinander, als auch beide Kantenbereiche mit dem Material des Innenroh¬ res fest zu verschweißen. Nach dem Aufweiten ergibt sich hierdurch eine schmale Schweißnaht, so daß nach dem Aufweiten eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Strömungs- kanal und den vom Innenrohr umschlossenen Raum zur Verfügung steht und eine dementsprechend höhere Wärmeleistung übertragbar ist.
In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ist vorgesehen, daß der Blechstreifen schuppenartig überlappend auf das Rohr aufgewickelt und mit beiden Kanten dicht verschweißt wird. Die eine Schweißnaht verläuft hierbei unmittelbar auf der Außenwandung des Innenrohres, während die andere Schweißnaht auf dem darunterliegenden Blechstrei¬ fen verläuft.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß ein erster Blechstreifen mit axialem Abstand der benach¬ barten Kanten und ein zweiter Blechstreifen den verbleibenden Zwischenraum übe.rdeckend auf das Rohr aufgewickelt und die Kanten beider Blechstreifen jeweils mit der darunterliegenden Fläche dicht verschweißt werden. Bei dieser Herstellungsweise ergibt sich ein zweigängiger Wendel, wobei zweckmäßigerweise der unmittelbar auf die Außenwandung des Innenrohres gewickel¬ te Blechstreifen rinnenförmig vorgeformt wird, um so bei dem anschließenden Aufweiten für beide Kanäle einen in etwa gleichen Strömungsquerschnitt zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt 'sich auch in der Weise verwirklichen, daß zwei verhältnismäßig breite Blechstreifen mit wenigstens einer in Längsrichtung verlaufenden Schwei߬ naht miteinander verschweißt werden, daß dieser doppeltlie- gende Blechstreifen dann zu einem Rohr gewickelt wird, wobei die einander berührenden Kanten unmittelbar miteinander verschweißt werden. Das so hergestellte zweilagige Wickel¬ rohr wird dann, wie vorbeschrieben, auf einen Kalibrierkör¬ per geschoben und durch Beaufschlagung des Zwischenraumes zwischen beiden Blechen aufgeweitet. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens Ist vorgesehen, daß der Kalibrierkörper nach dem Einschieben in den rohen Hohlkörper zunächst aufgeheizt wird und nach der anschließenden Verformung des Hohlkörpers durch die Druckmittelbeaufschlagung gekühlt und aus dem fertigen Hohl¬ körper gezogen wird. Diese Verfahrensweise verlangt zwar einigen Energieaufwand für das Aufheizen und Abkühlen des " Kalibrierkörpers , hat jedoch den Vorteil eines einfachen Aufbaues und ist praktisch wartungsfrei. Für zylindrische oder auch konische Hohlkörper läßt sich ein derartiger Kali¬ brierkörper als einfaches Drehteil mit hoher Präzision her¬ stellen. Durch das Aufheizen des Kalibrierkörpers nach dem Einschieben wird zunächst eine dichte Anlage an der Innen¬ fläche des Innenrohres unter gleichzeitiger geringfügiger Dehnung des Materials bewirkt, so daß bei der anschließenden Druckmittelbeaufschlagung die außenliegende Blechschicht unter Materialreckung aufgeweitet, gleichzeitig aber die innenliegende Blechschicht auf die Oberfläche des Kalibrier¬ körpers gepreßt wird und hierbei die geforderte Rundlaufge- nauigkeit fixiert wird. Da aufgrund der Druckmittelbeaufschla¬ gung der fertige Hohlkörper auf der Außenfläche des Kali¬ brierkörpers press aufsitzt, ist eine anschließende schnelle Kühlung erforderlich, um den Kalibrierkörper herausziehen zu können.
In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ist vorgesehen, einen aus einer Vielzahl von radial verstellbaren Längssegmenten bestehenden Kalibrierkörper zu verwenden. Ein derartiger Kalibrierkörper ist in der Herstellung und in der Wartung erheblich aufwendiger, hat jedoch den Vorteil, daß die vor der Druckmittelbeaufschla¬ gung erfolgende Durchmesservergrößerung zur Erzeugung einer festen Anlage des Kalibrierkörpers an der Innenfläche des Innenrohres mechanisch oder hydromechanisch vorgenommen werden kann. Während insbesondere bei einer Herstellung derartiger Hohl¬ körper unter Anwendung eines Wickelverfahrens zumindest für die herzustellenden, die Außenwandung bildenden Strö¬ mungskanäle an sich Hohlkörper der erfindungsgemäßen Art mit großer Menge hergestellt werden können, so ergibt sich für die praktische Anwendung jedoch eine Beschränkung in den herstellbaren Längen, die durch die Verwendung eines einzuschiebenden bzw. eingeschrumpften Kalibrierkörpers vor der Druckmittelbeaufschlagung bedingt ist. Dies hat zur Folge, daß für eine Reihe von technischen Einsatzfällen, beispielsweise der Verwendung derartiger Hohlkörper für chemische Apparate, Gesamtlängen bis zu zehn Metern erforder¬ lich sind, so daß die Gesamtlänge nur durch das Zusammen¬ schweißen mehrerer Schüsse erstellt werden kann. Da die gestellten Anforderungen hinsichtlich Geradheit und Rundlauf- genauigkeit auch für einen aus mehreren Schüssen zusammengesetzten Hohlkörper der erfiήdungsgemäßen Art gilt, muß auch bei der Herstellung der zur Verbindung zweier benachbarter Schüsse erforderlichen Rundschweißnaht besondere Vorsorge getroffen werden, um auch hier die gleichen Präzisionsanforderungen erfüllen zu können. In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahrens ist zum Verbinden von Präzisionsrohren mit einer Rundschweißnaht, insbesondere zum Verbinden von rohrförmigen, doppel- wandigen Hohlkörpern entsprechend den vorbeschriebenen Ver¬ fahren erfindungsgemäß vorgesehen, daß die miteinander zu verschweißenden Rohrenden auf einen Zentrier- und Kalibrier¬ körper aufgeschoben werden und daß vor dem Schweißvorgang durch den Kalibriervorgang der durch die thermische Einwir- kung des Schweißvorganges beeinflußte Bereich der Hohlkör¬ per beiderseits des Schweißstoßes radial nach außen zum Ausgleich der Materialschrumpfungen infolge der Schweißung aufgeweitet wird. Das Aufweiten kann, wie vorbeschrieben, thermisch über die Wärmedehnung eines entsprechend ausgebil- deten Kalibrierkörpers oder auch mechanisch erfolgen. Von Bedeutung ist hierbei, daß die, wenn auch nur geringe Auf¬ weitung, lediglich in der durch die thermische Einwirkung 1. des Schweißvorganges beeinflußtenZone erfolgt. Unmittelbar an den in seinem Durchmesser veränderbaren Bereich, ggf. aber auch In entsprechend weitem Abstand weist der Zentrier- und Kalibrierkörper jeweils wenigstens eine in die aneinander-
5 stoßenden Hohlkörper hineinragende Zentrierzone auf, so daß eine exakte axiale Ausrichtung der beiden jeweils mitein¬ ander zu verschweißenden Hohlkörper gewährleistet ist. Wäh¬ rend durch den Kalibrierteil gleichzeitig gewährleistet ist, daß sich infolge des Schweiß organges das Material 0 nicht verziehen kann und auch hier die gewünschte Rundlaux- genauigkeit erhalten bleibt.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen doppelwandigen Hohlkörper aus Metall, -insbesondere einen rohrförmigen Hohl- 5 körper, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der erfindungsgernäße Hohlkörper ist gekennzeichnet durch einen glatten, vorzugsweise zylindrischen Innenrohrkörper, dessen Außenfläche mit einem wenigstens eingängigen Strömungs- kanal versehen ist, der durch ein nach außen aufgeweitetes, 0 (mit der Außenfläche des Innenkörpers verbundenes Blech ge¬ bildet wird und der jeweils an seinen Enden mit einer Anschlu߬ öffnung für eine Strömungsmittelleitung verbunden ist.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen 5 Hohlkörpers ist vorgesehen, daß der Innenrohrkörper auf seiner Außenfläche mit einem wenigstens eingängigen wendei¬ förmigen Strömungskanal versehen ist, der durch einen nach außen aufgeweiteten, mit seinen Rändern am Innenrohrkörper dicht verschweißten Blechstreifen gebildet wird. 0
In zweckmäßiger Ausgestaltung des er indungsgernäßen Hohl¬ körpers ist es ferner vorgesehen, daß der Strömungskanal jeweils im Endbereich des Hohlkörpers mit einem Ringraum in Verbindung steht, der mit einer.DurchtrittsÖffnung für 5 ein strömendes Medium versehen ist. Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen flachen, mit mehreren parallelen
Schweißnähten verbundenen Doppelblech¬ zuschnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht und
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen rohrförmigen, aus dem Doppelblechzuschnitt gem. Fig. 1 hergestellten Hohlkörper,
Fig. 4 einen durch Bewickeln mit einem Blech¬ streifen hergestellten rohen Hohlkör¬ per,
Fig. 5 die Ausführungsform gem. Fig. 4 in fertigem Zustand nach dem Aufweiten,
Fig. 6 einen Schnitt gem. der Linie VI-VI in Fig. 4 in größerem Maßstab,
Fig. 7 einen Schnitt gem. der Linie VII-VII in Fig. 5 in größerem Maßstab,
Fig. 8 in einem Schnitt entsprechend VI-VI eine anderen Bewicklungsform,
Fig. 9 - eine weitere Ausgestaltung der Bewick¬ lungsform,
Fig. 10 eine Abwandlung der Bewicklungsform gem. Fig. 9 mit rinnenförmig vorgeform¬ ten Blechstreifen,
Fig. 11 eine Stirnansicht für eine Anordnung zur Herstellung eines Hohlkörpers ent¬ sprechend der Ausführungsform gem.Fig.4, Fig. 12 eine schematische Aufsicht auf die
Anordnung gem. Fig. 11 ,
Fig. 13 in einem Längsschnitt die Anordnung eines thermisch verstellbaren Kali¬ brierkörpers in einem rohen Hohlkörper gem. Fig. 4,
Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch einen mechanisch verstellbaren Kali¬ brierkörper,
Fig. 15 i einen Längsschnitt durch einen Zentrier- und Kalibrierkörper zum Aneinander- schweißen von zwei Hohlkörperschüssen.
Zur Herstellung der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungs- for werden, wie in Fig. 1 dargestellt, zwei Blechzuschnitte 1 und 2 aufeinandergelegt, wobei der Blechzuschnitt 2 in der Länge etwas kürzer Ist und mit seinen Endkanten 3, 4 mit Abstand zu den entsprechenden Endkanten des Bleches 1 liegt. Die beiden Blechzuschnitte werden nun, beispielsweise mittels einer Rollnahtschweißung, sowohl entlang der Kanten
3 und 4 als auch im Bereich zwischen den Endkanten 3 und
4 mit einer Vielzahl von parallelen Schweißnähten 5 miteinander dicht verschweißt. Die Schweißnähte 5 beginnen jeweils abwechselnd von der einen Seitenkante und der anderen Seitenkante und sind dann, wie die Zeichnung zeigt, nicht bis zum Ende geführt. Der kleinere Blechzu¬ schnitt 2 weist zwei DurchgangsÖffnungen 6 und 7 auf, die mit einem nicht näher dargestellten Anschlußstutzen versehen sind. Die beiden Blechzuschnitte können, wie dargestellt, als ebene Bleche aufeinanderliegen, was die Herstellung der Schweißnähte erheblich vereinfacht. Sie können auch bereits ganz oder teilweise vorgebogen ineinandergesteckt und dann verschweißt werden. Der fertiggeschweißte doppellagige Blechzuschnitt wird nun um die Achse 8 zu einem Zylinder gebogen und die dann aneinanderstoßenden Seitenkanten 9 mit einer Längsnaht dicht verschweißt. Je nach Verfahren kann nun vor oder nach dem Schweißen der Längsnaht in diesen rohen Hohlkörper nun ein Kalibrierkörper eingeschoben wer- den, der mechanisch oder thermisch in seinem Durchmesser vergrößert wird und damit mit seiner Außenfläche dicht an der Innenfläche des rohen Hohlkörpers anliegt. Dieser Kali- briervorgang wird nachstehend noch näher beschrieben werden. Nunmehr wird über die Anschlußstutzen an den Durchgangsöff- nungen 6 der Zwischenraum zwischen den beiden Blechen 1 und 2 mit einem Druckmittel, beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit beaufschlagt. Da der durch das Blech 1 definierte Innenkörper sich über seine volle Länge auf dem eingeschobe¬ nen Kalibrierkörper abstützt, weiten sich die von den Schweiß- nähten 3, 4 und 5 begrenzten Zonen des außenliegenden Bleches zu ringförmig in U fangsrichtung verlaufenden Wülsten auf, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
• ' *
Beispielsweise zur Herstellung eines chemischen Apparates kann dann der fertige rohrförmige Hohlkörper an seinen Enden mit Flanschen 10, in seinem oberen Bereich mit einem Einla߬ stutzen 11 und ggf. weiteren Zu- und Abläufen versehen wer¬ den. Der so erhaltene doppelwandige, rohrförmige Hohlkörper kann nun in der Verwendung mit seinen Anschlüssen 6 an eine Strömungsmittelzuleitung angeschlossen werden, durch die beispielsweise ein strömendes Heizmedium zugeführt wird. Aufgrund der besondere Anordnung der Schweißnähte 5 ergibt sich eine Längsdurchströmung durch die mit der Aufwölbung gewonnenen Kanäle, wie dies mit den Pfeilen angedeutet ist.
Durch die Druckbeaufschlagung des rohen Hohlkörpers wird im Zusammenwirken mit dem eingesetzten Kalibrierkörper zum einen jeglicher Verzug aus den Schweißvorgängen beseitigt, da das durch das Blech 1 gebildete Innenrohr auf den mit einer gewissen Vorspannung von innen anliegenden Kalibrier¬ körper gepreßt wird. Durch das Aufweiten der durch die Schweißnähte 5 begrenzten Kanäle wird das Material des Ble¬ ches 2 in entsprechendem Maße gereckt und erfährt hierbei eine Kaltverfestigung, die zu einer sehr hohen Formsteifig- keit der Gesamtanordnung führt und gleichzeitig bewirkt daß nach dem Ziehen des Kalibrierkörpers die durch den Kali¬ brierkörper vorgegebene Querschnittsform, beispielsweise die exakte Kreisform, fixiert bleibt. Der so erhaltene rohr¬ förmige Hohlkörper weist daher eine Präzision hinsichtlich Geradheit und hinsichtlich Rundlaufgenauigkeit der Innenwan¬ dung auf, so daß es möglich Ist, derartige Hohlkörper auch für chemische Apparate zu verwenden mit innenliegenden, um die Rohrlängsachse rotierenden Elementen, deren Enden dicht an der Innenwandung vorbeigeführt werden müssen, wie dies beispielsweise bei Dünnschichtverdampfern der Fall ist. Die scharfen Umlenkungen des durch die Auswölbungen 12 gebildeten Strömungskanales im Bereich der Längsnaht 9 bewir- ken jedoch bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten verhältnis¬ mäßig große Druckverluste.
In den Fig. 4 bis 10 ist daher eine andere Ausführungsform • dargestellt und beschrieben, die gegenüber der Ausführungs- form gern; Fig. 2 und 3 sowohl in der Herstellung als auch in der Anwendung eine Reihe von Vorteilen aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird auf ein vorgefertigtes Innenrohr 13, das auf einen Kalibrierdorn aufgezogen ist, ein in seiner Breite entsprechend bemessener Blechstreifen 14 wendeiförmig aufgewickelt, wie dies in den Fig. 11 und 12 schematisch dargestellt ist. Die einander berührenden Kanten 15 des aufgewickelten Blechstreifens 14 werden nun sowohl mit der Außenfläche des Innenrohres 13 als auch miteinander dicht verschweißt, beispielsweise über ein WIG- oder Plasma- Schweißverfahren, wie dies dem Schnitt in Fig. 6 zu entnehmen ist. Zusätzlich werden noch jeweils die beiden Endkanten 16 und 17 mit einer in Umfangsrichtung laufenden Naht dicht verschweißt.
Jeweils in den Endbereichen ist der Blechstreifen wiederum mit Durchgangsöffnungen 6 versehen, die entsprechende An- schlußstutzen aufweisen. Anschließend wird über die Durchgangsöffnungen 6 der
Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem aufgeschweißten Blechstreifen mit einem gasförmigen oder flüssigen Druckmittel beaufschlagt, so daß der Blechstreifen 14 entsprechend aufge- weitet wird und so ein um das Innenrohr herumlaufender wendeiförmiger Strömungskanal entsteht.
In Fig. 7 ist der Bereich der verschweißten Kante 15 nach dem Aufweiten unter Druck dargestellt. Auch hierbei wird das Innenrohr hinsichtlich Rundlaufgenauigkeit und Gerad- heit kalibriert und durch den aufgeweiteten und hierbei kaltverfestigten Blechstreifen 14 stabilisiert. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht vor allem darin, daß der Strömungskanal über den ganzen Umfang des Hohlkörpers umlaufend geführt ist und damit keine "Unstetigkeits- stellen" vorhanden sind, wie dies durch die Längsnaht 9 bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 gegeben ist. Die erziel¬ baren Rundlauftoleranzen sind hierbei so gut, daß bei der Verwendung entsprechender Blechqualitäten für das Innenrohr eine Nachbearbeitung der Innenwandung des fertigen Hohlkörpers in einer Vielzahl von ;Fällen nicht oder nur in geringem Maße notwendig ist.
In Fig. 8 ist in einem Schnitt eine andere Form für die Bewicklung des Innenrohres 13 mit einem Blechstreifen 14 dargestellt. Bei dieser Anordnung wird der Blechstreifen 14 überlappend gewickelt, wobei die eine Kante 18 unmittelbar mit der Außenwandung des Innenrohres 13 und die andere Kante 19 mit dem darunterliegenden Teil der vorangegangenen Windung verschweißt wird.
In Fig. 9 und 10 sind Ausführungsformen für einen zweigängi¬ gen Wendel dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden auf das Innenrohr 13 ein Blechstreifen 14' wendeiförmig aufgewickelt, wobei die Bewicklung so bemessen ist, daß zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen des Blechstrei¬ fens 14" ein Zwischenraum 20 verbleibt. Dieser Zwischenraum 20 wird durch einen zweiten Blechstreifen 21 abgedeckt. Die Kanten beider Blechstreifen sind jeweils mit der darunter- liegenden Fläche dicht verschweißt.
Die Ausführungsform gem. Fig. 10 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gem. Fog. 9. Der Unterschied besteht hier lediglich darin, daß die Blechstreifen 14" vor dem Aufwickeln auf das Innenrohr 13 durch eine Formrollenstatiön 22 (in Fig. 12 gestrichelt dargestellt) rinnenförmig vorge¬ bogen wird, so daß nach dem Verschweißen dieser Streifen bereits geringfügig ausgewölbt mit dem Innenrohr 13 verbun¬ den ist. Der verbleibende Zwischenraum zwischen den benach- harten Windungen des Blechstreifens 14" wird dann wiederum durch einen dicht aufgeschweißten Blechstreifen 21 geschlos¬ sen. Anstelle eines glatten Blechstreifens, wie dargestellt, kann auch hier ein rinnenförmig vorgewölbter Blechstreifen verwendet werden. Die genaue Formgebung und das Maß, um den der Streifen 14" rinnenförmig vorgebogen wird, ist so zu bemessen, daß bei dem anschließenden Aufweiten unter Druck die Schweißnähte nicht belastet werden. Andererseits muß die Tiefe der Rinne auf den Durchmesser des zu bewickeln¬ den Rohres abgestimmt werden, um hier beim Wickelvorgang eine Faltenbildung im Kantenbereich zu vermeiden. Um den hier gewünschten Effekt zu erzielen, genügt es jedoch schon, den Blechstreifen nur ganz gering rinnenförmig vorzubiegen. Die Ausführung mit rinnenförmig vorgebogenen Blechstreifen ist nicht auf die beschriebene zweigängige Ausführung be- schränkt, sondern kann auch bei der eingängigen Ausführungs¬ form verwendet werden.
Wie Fig. 11 und 12 erkennen lassen, erfolgt die Verschweißung der Kanten des aufzuwickelnden Blechstreifens 14 mit dem Drehen des Innenrohres unmittelbar beim Wickelvorgang. Die
Schweißeinrichtung ist in Fig. 11 durch den Pfeil 23 schema- tisch gekennzeichnet. Der Blechstreifen 14 wird von einem Coil 24 kontinuierlich abgezogen.
Fig. 13 zeigt einen in einen rohen Hohlkörper, wie er gem. Fig. 4 dargestellt und beschrieben ist, eingeschobenen Kali- brierkörper 25. Der Kalibrierkörper ist in seinem Außendurch¬ messer so bemessen, daß er gerade unter Berücksichtigung etwaiger Formungenauigkeiten in das Innenrohr 13 eingeschoben werden kann. Der Kalibrierkörper 25 ist vorzugsweise aus einem Metall mit guten Wärmeleiteigenschaften, beispielsweise Aluminium, hergestellt und ist inwendig mit einem nicht näher dargestellten Kanalsystem versehen, durch das ein Heiz- und ein Kühlmedium durchgeleitet werden kann. Der Kalibrierkörper wird hierbei in kaltem Zustand in den noch nicht geschweißten Innenmantel eingeschoben. Die Längsnaht des Innenmantels wird geschweißt und die die Beheizungskanäle begrenzenden Blechstreifen werden aufgebracht. Dann wird der Kalibrierkörper über entsprechende Anschlußleitungen 26 zunächst mit einem Heizmedium beaufschlagt, so daß sich • die Außenwandung des Kalibrierkörpers aufgrund der radialen Wärmedehnung gegen die Innenwandung des rohen Hohlkörpers preßt. Anschließend wird dann, wie vorbeschrieben, der Zwischenraum zwischen der Außenwandung des Innenroh¬ res 13 'und dem wendeiförmig aufgeschweißten Blechstreifen 14 mit Druck beaufschlagt und die nicht verschweißten Bereiche des Blechstreifens 14 in der vorbeschriebenen Weise aufge-" weitet. Nach Beendigung der Druckbeaufschlagung wird dann der Kalibrierkörper 25 mit einem Kühlmittel beschickt und schnell abgekühlt, so daß aufgrund der hierdurch bewirkten Durchmesserverminderung der Kalibrierkörper 25 frei aus dem fertigen Hohlkörper herausgezogen werden kann.
Fig. 14 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines rnecha- . nisch aufweitbaren Kalibrierkörpers im Querschnitt. Dieser weist einen zentralen zylinderischen Trägerkörper 27 auf, der auf seiner gesamten Umfangsflache mit einer Vielzahl von schmalen Längssegmenten 28 versehen ist. Die Längsseg- mente 28 sind im Trägerkörper 27 um ein geringes Maß radial verschiebbar geführt und können über mechanische Mittel, beispielsweise einen längsgeführten Zugkeil oder hydrauli¬ sche Mittel, radial mit hohen Druck nach außen gepreßt werden, so daß die äußeren Längskanten unter Druck an der Innenwandung des Rohres 13 anliegen und hierbei den Gegendruck beim Auf¬ weiten ger aufgeschweißten Blechstreifen 14 aufnehmen können. Die Längssegmente sind in ihrer Breite, in Umfangsrichtung gesehen, möglichst so auszubilden, daß die Zwischen-räume zwischen je zwei benachbarten LängsSegmenten 28 in der Arbeitsstellung möglichst klein sind, um Abweichungen von der exakten Kreisform bei der -Druckbeaufschlagung zu vermeiden.
Das anhand der Fig. 4 bis 12 beschriebene Wickelverfahren erlaubt theoretisch die Herstellung sehr langer Rohrkörper. Durch die Anforderungen an die Präzision hinsichtlich Gerad¬ heit und Rundlaufgenauigkeit und die dadurch bedingte Ver¬ wendung eines Kalibrierkörpers können jedoch nur verhält¬ nismäßig kurze Längen derartiger röhrförmiger Hohlkörper hergestellt werden. Im chemischen Apparatebau, beispiels¬ weise für Dünnschichtverdampfer, ist es jedoch erforderlich, derartige doppelwandige Hohlkörper mit Längen bis zu zehn Metern vorzusehen, wobei gerade bei diesen langen rohrför- igen Hohlkörpern die gleichen hohen Anforferungen an Gerad¬ heit und Rundlaufgenauigkeit erfüllt werden müssen. Grund¬ sätzlich ist es möglich, mehrere derartiger kurzer Hohlkör¬ per jeweils an ihren Enden mit Flanschen zu versehen und diese mittels einer Schraubverbindung dicht miteinander zu einem entsprechend langen Hohlkörper zu verbinden. Diese Bauweise ist sehr aufwendig und erfordert einen hohen Bear¬ beitungsaufwand.
Um nun durch einfaches Verschweißen von mehreren, aus derar¬ tigen kurzen, dσppelwandigen Hohlkörpern gebildeten "Rohr¬ schüssen" große Längen herstellen zu können, wird, wie in Fig. 15 dargestellt, in die miteinander zu verbindenden Enden ein Zentrier- und Kalibrierkörper 29 eingeschoben. Die beiden Enden dieses Zentrier- und Kalibrierkörpers wer¬ den durch Zentrierscheiben 30 gebildet, die ggf. zur besseren Handhabung gleichmäßig radial nach außen verschiebbare, hier nicht näher dargestellte Anlagefüße aufweisen. Im Bereich der zu legenden RundSchweißnaht 31 ist ein mit den Zentrier¬ scheiben 30 verbundener Kalibrierkörper 32 vorgesehen, der wie anhand von Fig. 13 beschrieben, nach dem Einschieben durch Beheizung oder auch durch mechanische Mittel in seinem
Durchmesser um ein entsprechendes Maß vergrößert werden der kann, so daß/durch den Schweißvorgang beim Legen der Rundnaht
31 thermisch belastete und durch die Materialschrumpfung infolge der Schweißung beeinflußte Bereich vorher entspre- chend aufgeweitet werden kann. Nach Abschluß des Schweißvor¬ ganges wird der Kalibrierteil 32 durch Beschicken mit einem Kühlmittel oder durch mechanische Verstellung in seinem Durchmesser reduziert, so daß er aus dem Rohr herausgezogen werden kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die miteinander verbundenen Rohrschüsse nicht nur exakt axial ausgerichtet sind, sondern daß auch keine Durchmesserver¬ ringerungen im Bereich der Schweißnaht 31 an der Verbindungs¬ stelle vorhanden sind. Auf diese Weise lassen sich auch lange doppelwandige rohrförmige Hohlkörper mit den geforder¬ ten hohen Anforderungen an Geradheit und Rundlaufgenauig¬ keit der Innenwandung nach dem vorbeschriebenen Verfahren herstellen.

Claims

Ans rüche:
1. Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Metall, insbesondere von rohrförmigen Hohlkörpern, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf einen die Innenwandung des Hohlkörpers bildenden ersten Blechzuschnitt ein die Außenwandung bildender zweiter Blechzuschnitt dicht anliegend aufgebracht und zonenweise mit dem ersten Blechz*uschnitt verschweißt wird, daß in den Hohlkörper ein Kalibrierkörper eingeschoben wird und daß durch Beaufschlagung des Zwischenraums zwischen den Blechlagen mit einem Druckmittel die mit dem ersten Blechzuschnitt nicht verschweißten Bereiche des zweiten Blechzuschnittes nach außen unter Verformung aufgeweitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierkörper in den aus zwei miteinander verbundenen Blechlagen gebildeten rohen Hohlkörper eingeschoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vorzugsweise flache Blechzuschnitte dicht aufeinander- liegend zonenweise fest miteinander verschweißt werden und daß die verschweißten B,lechzuschnitte zu einem rohrförmigen Hohlkörper gebogen und an den sich berührenden Längskanten fest miteinander verschweißt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein vorgeformtes, die Innenwandung des Hohlkörpers bildendes Rohr wenigstens ein Blechstreifen wendeiförmig aufgewickelt und längs der Kanten mit der Außenwandüng des Rohres dicht verschweißt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen rinnenförmig vorgeformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder '5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen schuppenartig überlappend auf das Rohr aufgewickelt und mit beiden -Kanten dicht aufgeschweißt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Blechstreifen mit axialem Abstand der benach¬ barten Kanten und ein zweiter Blechstreifen den verbleiben- den Zwischenraum überdeckend auf das Rohr wendeiförmig aufge¬ wickelt und die Kanten beider Blechstreifen jeweils mit der darunterliegenden Fläche verschweißt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Kalibrierkörper nach dem Einschieben in den rohen Hohlkörper zunächst aufgeheizt wird und nach der anschließenden Verformung des Hohlkörpers durch die Heizmittelbeaufschlagung gekühlt und aus dem fertigen Hohl¬ körper gezogen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein aus einer Vielzahl von radial ver¬ stellbaren LängsSegmenten bestehender Kalibrierkörper ver¬ wendet wird.
10. Verfahren zum Verbinden von Präzisionsrohren mittels einer Rundschweißnaht, insbesondere zum Verbinden von rohr¬ förmigen Hohlkörpern, hergestellt nach den Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9,' dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verschweißenden Rohrenden auf einen Zentrier- und Kalibrierkörper aufgeschoben werden und daß vor dem Schweißvorgang durch den Kalibrierkörper der durch die ther¬ mische Einwirkung des Schweißvorganges beeinflußte Bereich des Hohlkörpers beiderseits des Schweißstoßes radial nach außen zum Ausgleich der MaterialSchrum fung infolge der
Schweißung, vorzugsweise durch Temperaturerhöhung des Kali¬ brierkörpers, aufgeweitet wird.
11. Doppelwandiger Hohlkörper aus -Metall, insbesondere rohr- förmiger Hohlkörper, vorzugsweise hergestellt nach dem Ver¬ fahren gem. den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen glatten, vorzugsweise zylindrischen Innenrohrkörper (13), dessen Außenfläche wenigstens teilweise mit einem wenigstens eingängigen Strömungskanal versehen ist, der durch ein nach außen aufgeweitetes, mit der Außenfläche des Innenrohrkörpe s (13) verbundenes Blech (14) gebildet wird und der jeweils an seinen Enden mit einer Anschlußöff- nung (6) für eine Strömungsmittelleitung verbunden ist.
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