DE10051606A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Glühen von Rohren - Google Patents

Abstract

Die Rohre sind zu Coils gewickelt, und eine Mehrzahl von Coils wird gemeinsam geglüht und dabei mit Schutzgas gespült. Jedes Coil ist an eine gesondert steuerbare Schutzgaszuführung und eine gesonderte Schutzgasabführung angeschlossen. Der Anschluß wird hergestellt von einem Matrix-Stecker (1), dessen Durchgangsöffnungen (6) an die Coils angeschlossen sind, und einem passenden Patrix-Stecker (2), dessen Durchgangsöffnungen (10) an separate Schutzgasleitungen angeschlossen sind. Eine Mehrzahl von Rohrstutzen (7) ist verschiebbar in den Durchgangsöffnungen (6) des Matrix-Steckers (1) angeordnet und wird von einem Betätigungselement (9) abdichtend in die Durchgangsöffnungen (10) des Patrix-Steckers (2) hineinverspannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glühen von Roh­ ren, die zu Coils gewickelt sind, wobei eine Mehrzahl von Coils gemeinsam geglüht und dabei mit Schutzgas gespült wird.

Ein wesentliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Blankglühen von Kupferrohren, wie man sie in weitem Umfang in der Kältetechnik einsetzt. Sie dienen dazu, das Kältemit­ tel durch die jeweiligen Wärmetauscher zu transportieren. Hierfür ist es unerläßlich, die Rohre während des Glühens mit Schutzgas zu spülen, um die Verunreinigungen der Rohrin­ nenfläche, die sogenannte Belegung, zu entfernen. Eine Rest- Belegung ist nur in sehr engen Grenzen zulässig, da sonst die Prozesse der Kältetechnik empfindlich beeinträchtigt würden.

Jeweils mehrere Coils werden in übereinander gestapelten Glühgestellen angeordnet und sodann gemeinsam geglüht. Nach dem Einfahren in den Ofen erfolgt der Anschluß an die Schutzgasquelle. In der Regel wird das unterste Glühgestell an eine Schutzgasleitung angeschlossen, wobei vom untersten Glühgestell aus die Verteilung des Schutzgases auf die ein­ zelnen Coils erfolgt.

Die Praxis zeigt, daß die einzelnen Coils ein und der­ selben Charge unterschiedliche Rest-Belegungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in den einzel­ nen Coils der Chargen einheitliche Spülleistungen zu erzie­ len.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Ver­ fahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jedes Coil an eine gesondert steuerbare Schutzgaszuführung und eine gesonderte Schutzgasabführung angeschlossen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bisherige unterschiedliche Spülleistung der einzelnen Coils nur darauf zurückzuführen sein kann, daß die einzelnen Coils mit unterschiedlichen Spülgasmengen beaufschlagt werden. Da die parallelen Versorgungsbedingungen einheitlich sind und auch die Strömungswiderstände der einzelnen Coils sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden, sind die Mengenunter­ schiede darauf zurückzuführen, daß die unvermeidbaren Leck­ verluste unterschiedlich sind.

Die Erfindung sorgt dafür, daß jedes Coil separat ge­ spült wird und daß unterschiedliche Leckverluste ausgegli­ chen werden können. Außerdem kann das austretende Schutzgas hinsichtlich seines Gehalts an Verunreinigungen überwacht werden, so daß die Möglichkeit besteht, die einzelnen Coils individuell mit dem jeweils angepaßten Schutzgasdurchsatz zu versorgen. Ferner besteht die Möglichkeit, neben dem Schutzgasdurchsatz auch die Spülzeit und die Coiltemperatur zu steuern. Nicht nur der Gehalt an Verunreinigungen kann der Steuerung zugrundegelegt werden, sondern auch deren Zusammensetzung, beispielsweise deren Kohlenstoffgehalt. Ferner ist eine gezielte Anpassung an unterschiedliche zulässige Rest-Belegungen möglich, und zwar innerhalb ein und derselben Charge.

Die Erfindung erzielt darüber hinaus einen wesentlichen zusätzlichen Vorteil. Bisher wurde das verunreinigte Schutz­ gas in den Ofen eingeleitet, wodurch es zu einer Verunreini­ gung des Ofeninnenraums und der kalten Coiloberflächen kam. Diese Nachteile entfallen, da das verunreinigte Schutzgas direkt aus dem Coil abgeleitet wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gehört das "Andocken" der Coils an die separaten Schutzgasleitun­ gen, und zwar zu- und abführseitig. Um diesen Verfahrens­ schritt mit minimalem Aufwand, nämlich mit jeweils einer einzigen Handhabung durchführen zu können, schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Anschließen einer Mehrzahl von aus Rohren gewickelten Coils an eine Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas, mit

• - einem den Coils zugeordneten Matrix-Stecker mit einer Einstecköffnung und einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, die jeweils an ein zugehöriges Coil anschließbar sind,
• - einem der Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas zugeordneten Patrix-Stecker, der in die Ein­ stecköffnung des Matrix-Steckers paßt und eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, die jeweils an eine zugehörige separate Schutzgasleitung anschließbar sind,
• - einer Mehrzahl von Rohrstutzen, die jeweils in einer zugehörigen Durchgangsöffnung des einen Steckers axial ver­ schiebbar und abdichtend in eine zugehörige Durchgangsöff­ nung des anderen Steckers einschiebbar sind, und
• - einem dem Patrix-Stecker zugeordneten Betätigungsele­ ment zum Verschieben der Rohrstutzen bei in den Matrix-Stec­ ker eingestecktem Patrix-Stecker.

Der Matrix-Stecker wird an einem der Glühgestelle, in der Regel am untersten Glühgestell befestigt, und der Patrix-Stecker bildet die eigentliche Andock-Station inner­ halb des Ofens. Die Steuerung des Patrix-Steckers und des Betätigungselements erfolgt von außen, allerdings unter der Voraussetzung, daß sich die Coils in der Andock-Station befinden.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, mit einem einzigen Steckerpaar auszukommen, wobei dann die Durchgangsöffnungen zur Hälfte zum Zuführen und zur anderen Hälfte zum Abführen des Schutzgases dienen. In der Regel hingegen wird man mit zwei Steckerpaaren arbeiten, die in beliebiger Orientierung zueinander angeordnet und vorzugsweise von einer gemeinsamen Betätigungsstation aus bedient werden können. Dabei wird nach dem Einstecken des jeweiligen Patrix-Steckers in den Matrix-Stecker das zugehörige Betätigungselement in Betrieb gesetzt, um an den Rohrstutzen anzugreifen und diese abdich­ tend in die zugehörigen Durchgangsöffnungen einzuschieben. Letztere sind vorzugsweise mit einem sich konisch verjüngenden Eintrittsbereich versehen, gegen den der zugehörige Rohrstutzen vom Betätigungselement verspannt wird.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß das Betätigungselement einen Kopf mit einem sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, der in einer Aus­ nehmung des Patrix-Steckers, die einen komplimentären, sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, axial verschiebbar ist, wobei der Kopf eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Rohrstutzen aufweist und mit Seitenöffnungen versehen ist, die von den Durchgangsöffnungen zur zugehöri­ gen Umfangsfläche führen und je ein verschiebbares, aus der Umfangsfläche vorstehendes Spannelement, vorzugsweise in Form einer Kugel, enthalten.

Beim Andocken wird der Patrix-Stecker in die Ein­ stecköffnung des Matrix-Steckers eingesteckt. Sodann wird das Betätigungselement verschoben, und zwar in derjenigen Richtung, in der sich sein Umfang und der der Ausnehmung verjüngen. Die Spannelemente treten dabei mit dem Umfang der Ausnehmung in Berührung und werden nach innen in Richtung auf die Durchgangsöffnungen des Betätigungselementes ver­ schoben, durch die die Rohrstutzen hindurchgehen. Sie grei­ fen an den Rohrstutzen an und nehmen diese in deren abdich­ tende Position mit, wobei sie sich in die Rohrstutzen hin­ eindrücken. Etwaige Positionsunterschiede der Rohrstutzen werden automatisch ausgeglichen. Das Betätigungselement wird während des Glühens in seiner Spannposition festgehalten und anschließend zum Lösen der Verbindung in Gegenrichtung ver­ schoben.

Der Kopf des Betätigungselements kann eine Betätigungs­ stange aufweisen, die zentral durch den Patrix-Stecker hin­ durchgeführt ist und um die herum die Durchgangsöffnungen des Kopfes vorzugsweise kreisförmig angeordnet sind. Die Be­ tätigungsstange ist abgedichtet durch die Ofenwand hindurch­ geführt und läßt sich über eine außerhalb des Ofens angeord­ nete Kolbenarbeitsmaschine bedienen.

Der Umfang des Kopfes und der der Ausnehmung des Patrix- Steckers können sich in Richtung auf den Matrix-Stecker ver­ jüngen. Die Rohrstutzen befinden sich sodann im Patrix-Stec­ ker und werden vom Betätigungselement in dieselbe Richtung verschoben, in der auch das Einstecken des Patrix-Steckers in die Einstecköffnung des Matrix-Steckers erfolgt. Die Ki­ nematik ist also einfach, da der Patrix-Stecker beim Ver­ schieben des Betätigungselements nicht gesondert festgehal­ ten werden muß. Fertigungstechnisch allerdings ist diese Konstruktion kompliziert, abgesehen davon, daß die dem Ver­ schleiß unterworfenen Rohrstutzen innerhalb des Ofens ausge­ tauscht werden müssen.

Unter Umständen vorteilhafter ist daher eine Konstruk­ tion, bei der sich der Umfang des Kopfes und der der Ausneh­ mung in Richtung fort vom Matrix-Stecker stetig verjüngen. Die Rohrstutzen sitzen hierbei verschieblich in den Durch­ gangsöffnungen des Matrix-Steckers und werden vom Betäti­ gungselement abdichtend in die Durchgangsöffnungen des Patrix-Steckers hineingezogen. Die Rohrstutzen können also ausgetauscht werden, sobald die Glühgestelle den Ofen ver­ lassen haben. Vorzugsweise wird durch eine entsprechende Verriegelung dafür gesorgt, daß die Rohrstutzen beim Lösen der Steckverbindung nicht mit dem Patrix-Stecker herausgezo­ gen werden.

Beim Einführen des Patrix-Steckers in die Einstecköff­ nung des Matrix-Steckers treten die Rohrstutzen in die Durchgangsöffnungen des Kopfes des Betätigungselementes ein. Hierzu ist es vorteilhaft, daß diese sich an ihrem Ein­ trittsende in Richtung auf den Matrix-Stecker konisch erwei­ tern, wodurch auch eine automatische Zentrierung erleichtert wird.

Denkbar sind Konstruktionen, bei denen der Kopf des Be­ tätigungselements und die zugehörige Ausnehmung des Patrix- Steckers einen polygonalen Querschnitt aufweisen und sich pyramidenförmig verjüngen. Dies bietet den Vorteil, daß die Winkelposition des Betätigungselements relativ zum Patrix- Stecker automatisch fixiert ist. Fertigungstechnisch einfa­ cher hingegen ist eine unter diesem Gesichtspunkt auch be­ vorzugte Konstruktion, bei der der Kopf des Betätigungsele­ ments und die Ausnehmung des Patrix-Steckers kegelstumpfför­ mige Umfangsflächen aufweisen und drehfest miteinander ver­ bunden sind.

Ferner wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschla­ gen, daß die Einstecköffnung des Matrix-Steckers einen sich in Richtung auf den Patrix-Stecker stetig erweiternden Um­ fang aufweist und daß der Patrix-Stecker mit einem Einstec­ kende versehen ist, das einen komplementären, sich stetig erweiternden Umfang aufweist. Auch hier gilt, daß eine poly­ gonale, pyramidenförmige Konfiguration denkbar ist, die eine automatische Lagezuordnung sicherstellt, daß aber aus ferti­ gungstechnischen Gründen kegelstumpfförmige Konfigurationen mit Einrichtungen zum Fixieren der gegenseitigen Einsteck­ lage vorzuziehen sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Steckervorrichtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Steckverbindung.

Fig. 1 zeigt einen Matrix-Stecker 1 zur Befestigung am untersten Glühgestell eines Coil-Stapels und einen Patrix- Stecker 2, der an der Andock-Station in eine Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers eingeführt worden ist. Die Ein­ stecköffnung 3 weist eine konische Umfangsfläche 4 auf, wäh­ rend der Patrix-Stecker 2 an seinem Einsteckende mit einer komplementären konischen Umfangsfläche 5 versehen ist. Fer­ ner sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, die das Ein­ führen des Patrix-Steckers 2 in die Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1 nur in einer oder mehreren, definiert vor­ gegebenen Winkelpositionen gestattet.

Der Matrix-Stecker 1 weist eine Mehrzahl von Durchgangs­ öffnungen 6 auf, die an die einzelnen Coils anschließbar sind und in denen Rohrstutzen 7 verschieblich angeordnet sind. Die Rohrstutzen 7 erstrecken sich durch einen Kopf 8 eines Betätigungselements 9 hindurch und sind von diesem ab­ dichtend in Durchgangsöffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 hineinverspannt. Die Eintrittsbereiche der Durchgangsöffnun­ gen 10 sind hierzu, wie dargestellt, konisch erweitert. Die Durchgangsöffnungen 10 sind an separate Schutzgasleitungen anschließbar.

Das Betätigungselement 9 weist eine Betätigungsstange 11 auf, die vorzugsweise einteilig mit dem Kopf 8 verbunden und zentral durch den Patrix-Stecker 2 hindurchgeführt ist. Des­ sen Durchgangsöffnungen 10 liegen kreisförmig verteilt um die Betätigungsstange 11 des Betätigungselements 9.

Der Kopf 8 des Betätigungselements 9 weist ebenfalls Durchgangsöffnungen 12 auf, durch die die Rohrstutzen 7 hin­ durchgehen. Um beim Herstellen der Steckverbindung das Ein­ treten der Rohrstutzen 7 in die Durchgangsöffnungen 12 des Kopfes 8 zu erleichtern, sind die Durchgangsöffnungen 12, wie dargestellt, an ihren Eintrittsenden konisch erweitert.

Der Kopf 8 des Betätigungselements 9 weist eine konische Umfangsfläche 13 auf und arbeitet in einer Ausnehmung 14 des Patrix-Steckers 2, wobei die Ausnehmung 14 mit einer komple­ mentären konischen Umfangsfläche 15 versehen ist. Seitenöff­ nungen 16 des Kopfes 8 führen von der Umfangsfläche 13 zu den Durchgangsöffnungen 12 und dienen zur Aufnahme von Ku­ geln 17, die die Funktion von Spannelementen haben.

Wenn der Patrix-Stecker 2 in die Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1 eingesteckt wird, treten die im Matrix- Stecker 1 angeordneten Rohrstutzen 7 in die Durchgangsöff­ nungen 12 des Betätigungselements 9 ein. Der Kopf 8 des Be­ tätigungselements 9 befindet sich dabei in der Nähe des Bo­ dens der Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1. Sodann wird das Betätigungselement 9 verschoben, und zwar nach unten in Fig. 1. Die Kugeln 17 kommen dabei an der Umfangs­ fläche 15 der Ausnehmung 14 zur Anlage, drücken sich fort­ schreitend in die Rohrstutzen 7 ein und nehmen diese mit, bis sie an den konischen Eintrittsbereichen der Durchgangs­ öffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 abdichtend zur Anlage kommen. Letzterer wird dabei festgehalten. Nicht darge­ stellte Mittel sorgen dafür, daß das Betätigungselement 9 eine fixierte Position relativ zum Patrix-Stecker 2 beibe­ hält.

Die Durchgangsöffnungen 6 des Matrix-Steckers 1 und die zugehörigen Durchgangsöffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 können an Schutzgas-Zuführungsleitungen oder an Schutzgas- Abführungsleitungen angeschlossen sein. Es bedarf dann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweier solcher Steckerverbindungen. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Hälfte der Durchgangsöffnungen an Schutzgaszuführungsleitun­ gen und die andere Hälfte an Schutzgas-Abführungsleitungen anzuschließen. Dabei genügt eine einzige Steckerverbindung.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög­ lichkeiten gegeben. Vor allen Dingen kann die Orientierung der konischen Flächen 13 und 15 des Kopfes 8 des Betäti­ gungselements 9 bzw. der zugehörigen Ausnehmung 14 umgekehrt werden. Die Rohrstutzen 7 bilden sodann einen Bestandteil des Patrix-Steckers 2 und werden in entsprechende Dichtungs­ bereiche der Durchgangsöffnungen 6 des Matrix-Steckers 1 eingeschoben.

Claims (10)

1. Verfahren zum Glühen von Rohren, die zu Coils gewic­ kelt sind, wobei eine Mehrzahl von Coils gemeinsam geglüht und dabei mit Schutzgas gespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Coil an eine gesondert steuerbare Schutzgaszu­ führung und eine gesonderte Schutzgasabführung angeschlossen wird.

2. Vorrichtung zum Anschließen einer Mehrzahl von aus Rohren gewickelten Coils an eine Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas, mit
einem den Coils zugeordneten Matrix-Stecker (1) mit einer Einstecköffnung (3) und einer Mehrzahl von Durchgangs­ öffnungen (6), die jeweils an ein zugehöriges Coil an­ schließbar sind,
einem der Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas zugeordneten Patrix-Stecker (2), der in die Ein­ stecköffnung (3) des Matrix-Steckers (19 paßt und eine Mehr­ zahl von Durchgangsöffnungen (10) aufweist, die jeweils an eine zugehörige separate Schutzgasleitung anschließbar sind,
einer Mehrzahl von Rohrstutzen (7), die jeweils in einer zugehörigen Durchgangsöffnung des einen Steckers axial verschiebbar und abdichtend in eine zugehörige Durchgangs­ öffnung des anderen Steckers einschiebbar sind, und
einem dem Patrix-Stecker (2) zugeordneten Betätigungs­ element (9) zum Verschieben der Rohrstutzen (7) bei in den Matrix-Stecker (1) eingestecktem Patrix-Stecker.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (10), in die die Rohrstutzen (7) abdichtend einschiebbar sind, einen sich konisch verjüngen­ den Eintrittsbereich aufweisen, gegen den der zugehörige Rohrstutzen (7) verspannbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungselement (9) einen Kopf (8) mit einem sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, der in einer Ausnehmung (14) des Patrix-Steckers (2), die einen komple­ mentären, sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, axial verschiebbar ist, wobei der Kopf (8) eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (12) zur Aufnahme der Rohrstutzen (7) aufweist und mit Seitenöffnungen (16) versehen ist, die von den Durchgangsöffnungen (12) zur zugehörigen Umfangsfläche führen und je ein Verschiebbares, aus der Umfangsfläche vor­ stehendes Spannelement, vorzugsweise in Form einer Kugel (17), enthalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (8) des Betätigungselements (10) eine Betäti­ gungsstange (11) aufweist, die zentral durch den Patrix- Stecker (2) hindurchgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Umfang des Kopfes (8) und der der Ausnehmung (14) in Richtung fort vom Matrix-Stecker (1) ste­ tig verjüngen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (12) des Kopfes (8) sich an ih­ ren Eintrittsenden in Richtung auf den Matrix-Stecker (1) konisch erweitern.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (8) des Betätigungselements (9) und die Ausnehmung (14) des Patrix-Steckers (2) kegel­ stumpfförmige Umfangsflächen (13 bzw. 15) aufweisen und drehfest miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (3) des Matrix-Stec­ kers (1) einen sich in Richtung auf den Patrix-Stecker (2) stetig erweiternden Umfang aufweist und daß der Patrix-Stec­ ker (2) mit einem Einsteckende versehen ist, das einen kom­ plementären, sich stetig erweiternden Umfang aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (3) des Matrix-Steckers (1) und das Einsteckende des Patrix-Steckers kegelstumpfförmige Umfangs­ flächen (4 bzw. 5) aufweisen und mit Einrichtungen zum Fixieren der gegenseitigen Einsteckorientierung versehen sind.