DE102009031465A1

DE102009031465A1 - Mehrkanalrohr sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102009031465A1
Application number: DE102009031465A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Geyer
Original assignee: EUGEN GEYER GmbH
Current assignee: EUGEN GEYER GmbH
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrkanalrohr, das ein Außenrohr (10) aufweist, in dessen Innenraum (10') mindestens ein Einsatzelement (20) zur Ausbildung mindestens zweier Durchgangskanäle (2) einsetzbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Außenrohr (10) an seiner Innenwand (11) mindestens eine Vertiefung (13a-13c) aufweist, dass das Einsatzelement (20) mindestens einen Vorsprung (24a-24c) aufweist, und dass die oder mindestens eine der Vertiefungen (13a-13c) des Außenrohrs (10) zusammen mit dem oder einen der Vorsprünge (24a-24c) des Einsatzelements (20) mindestens eine Presspassung (15a-15c) ausbilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrkanalrohr, das ein Außenrohr aufweist, in dessen Innenraum mindestens ein Einsatzelement zur Ausbildung mindestens zweier Durchgangskanäle eingesetzt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Derartige Mehrkanalrohre werden insbesondere als Wärmetauscher oder als medienzuführende Leitungen in Anlagen oder Geräten verwendet. Insbesondere bei medienzuführenden Leitungen ist es erforderlich, an deren Enden Anschlüsse oder Kupplungen vorzusehen, um damit das Mehrkanalrohr an die Anlage oder das Gerät anschließen oder ankuppeln zu können. Zur Herstellung derartiger Anschlüsse oder Kupplungen ist in der Regel eine Bearbeitung des Mehrkanalrohrs auf Drehmaschinen bzw. spanenden Bearbeitungszentren unumgänglich. Hierbei kann ein Verdrehen der axial verlaufenden Rohre nicht ausgeschlossen werden. Dies besitzt den Nachteil, dass die Anschlussmöglichkeiten erschwert und/oder die Durchgängigkeit der Durchgangskanäle behindert wird.
Ein Mehrkanalrohr mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 6929493 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Mehrkanalrohr für die Durchleitung flüssiger oder fließfähiger Medien wird dadurch hergestellt, dass das Rohr und ein Einsatzelement durch eine radial einwirkende Kaltverformung so miteinander verbunden werden, dass durch das Eindringen des Einsatzelements in die Innenwand des Außenrohrs die Verbindung formschlüssig und dicht ist. Das Eindringvermögen des Einsatzelements wird dabei erheblich von der Differenz der Härtegrade der für das Rohr und das Einsatzelement gewählten Werkstoffe beeinflusst.
Aus der DE 32 07 267 ist eine Ziehdüse zum Herstellen von Mehrkanalrohren bekannt, die eine Einlaufzone und eine Stauchzone aufweist, welche hintereinander angeordnet sind. Bewegt man die Komponenten eines Mehrkanalrohres, nämlich eine dünnwandige zylindrische Hülle und eine in die Hülle eingeführte Stange mit Rippen vom Einlauf der Ziehdüse bis zu deren Auslauf, so wird zuerst die Hülle ohne die Stange solange verformt, bis die Hülle die Stangenrippen berührt, worauf dann die Hülle und die Rippen gemeinsam verformt werden. Bei einem solchen Zusammendrücken werden die Enden der Rippen plattgedrückt und zusätzlich in die Hülle eingepresst, was zum Einklemmen der Enden der Rippen durch die Hülle führt. Auch hier ist es wieder für eine dichte Verbindung zwischen dem Außenrohr und dem Einsatzelement erforderlich, dass das Außenrohr einen geringeren Härtegrad als das Einsatzelement aufweist, da ansonsten ein Einpressen der Enden der Rippen in das Außenrohr nicht möglich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrkanalrohr der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur deren Herstellung derart weiterzubilden, dass eine erhöhte Verdrehsicherheit des oder der im Außenrohr aufgenommenen Einsatzelemente gegeben ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Außenrohr an seiner Innenwand mindestens eine Vertiefung aufweist, dass das Einsatzelement mindestens einen Vorsprung aufweist, und dass die oder mindestens eine der Vertiefungen des Außenrohrs zusammen mit dem oder einen der Vorsprünge des Einsatzelements mindestens eine Presspassung ausbilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass das Einsatzelement in den Innenraum des an seiner Innenwand mindestens eine Vertiefung aufweisenden Außenrohrs eingebracht wird, und dass durch einen Ziehvorgang mindestens eine Presspassung zwischen mindestens einer Vertiefung des Außenrohrs und mindestens einem radial vorspringenden und mit Übermaß gefertigten Vorsprung des Einsatzelements hergestellt wird.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Mehrkanalrohr geschaffen, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Außenrohr und dem in ihm aufgenommenen Einsatzelement nicht – wie bei den bekannten Mehrkanalrohren – durch eine durch unterschiedliche Werkstoffhärten hervorgerufene formschlüssige Verbindung ausgebildet wird, sondern dass das Einsatzelement und das dieses aufnehmende Außenrohr über Presspassungen dicht und verdrehsicher miteinander verbunden sind. Es ist somit nicht mehr erforderlich, dass das Außenrohr und das in ihm eingesetzte Einsatzelement unterschiedliche Härtegrade aufweisen, damit durch ein Eindringen der Vorsprünge des Einsatzelements in die Innenwand des Außenrohrs dichte Durchgangskanäle ausgebildet werden. Die durch die Presspassungen hervorgerufene Verdrehsicherung des Einsatzelements im Außenrohr bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, dass an das erfindungsgemäße Mehrkanalrohr leicht Anschlüsse oder Kupplungen angebracht werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in das erste Einsatzelement mindestens ein zweites Einsatzelement eingesetzt und die beiden Einsatzelemente durch Presspassungen miteinander verbunden sind. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch auch eine Verdrehsicherung zwischen dem ersten und dem zweiten Einsatzelement ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Einsatzelement als Innenrohr ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, dass im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
1: einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Mehrkanalrohrs,
2: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A der 1,
3: ein Querschnitt durch ein zur Herstellung des Mehrkanalrohrs dienendes Aussenrohr der 1,
4: ein Querschnitt durch ein zur Herstellung des Mehrkanalrohrs dienendes erstes Innenrohr, und
5: ein Querschnitt durch ein zur Herstellung des Mehrkanalrohrs dienendes zweites Innenrohr.
In 1 ist nun ein Ausführungsbeispiel eines allgemein mit 1 bezeichneten Mehrkanalrohrs dargestellt, welches ein Außenrohr 10, ein in einem Innenraum 10' des Außenrohrs 10 angeordnetes erstes Innenrohr 20 und ein in einem Innenraum 20' des ersten Innenrohrs 20 angeordnetes zweites Innenrohr 30 aufweist. Das Außenrohr 10 weist in seiner Innenwand 11 drei äquidistant angeordnete Vertiefungen 13a–13c auf, welche – wie später beschrieben – zusammen mit Vorsprüngen 24a–24c des ersten Innenrohrs 20 Presspassungen 15a–15c für das im Außenrohr 10 aufgenommene erste Innenrohr 20 ausbilden. Hierzu weisen die von einer Außenwand 22 des ersten Innenrohrs 20 radial nach außen gerichtete Vorsprünge 24a–24c Endbereiche auf, die jeweils derart auf die Form der Vertiefungen 13a–13c abgestimmt sind, dass die Vorsprünge 24a–24c in die Vertiefungen 13a–13c eingepresst werden können.
In seiner Innenwand 21 weist das erste Innenrohr 20 Vertiefungen 23a–23c auf, die in ihrer Funktion den Vertiefungen 13a–13c der Innenwand 11 des Außenrohrs 10 entsprechen. Diese Vertiefungen 23a–23c bilden mit an einer Außenwand 32 des zweiten Innenrohrs 30 äquidistant angeordneten und radial nach außen verlaufenden Vorsprüngen 34a–34c wiederum Presspassungen 25a–25c aus.
Zur Herstellung des Mehrkanalrohrs 1 aus dem Außenrohr 10 und den beiden Innenrohren 20, 30 werden zuerst die vorgenannten Bauteile 10, 20, 30 getrennt voneinander hergestellt und dann ineinander eingeführt. Da durch den nachstehend beschriebenen Ziehvorgang die Vorsprünge 24a–24c des ersten Innenrohrs 20 in die Vertiefungen 13a–13c des Außenrohrs 10 und die Vorsprünge 34a–34c des zweiten Innenrohrs 30 in die Vertiefungen 23a–23c des ersten Innenrohrs 10 zur Ausbildung der Presspassungen 15a–15c bzw. 25a–25c eingepresst werden müssen, ist es erforderlich, dass das Außenrohr 10 und die beiden Innenrohre 10, 20, 30 mit Übermaß gefertigt sind, so dass der Innendurchmesser des Außenrohrs 10 vor dem Ziehvorgang größer sein muss als der Innendurchmesser des Außenrohrs 10 im fertigen Mehrkanalrohr 1. In entsprechender Art und Weise ist der Außendurchmesser des ersten Innenrohrs 10 – gemessen über die Vorsprünge 24a–24c – größer als sein Außendurchmesser im fertig montierten Mehrkanalrohr 1 und sein Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser des ersten Innenrohrs 10 im fertig montierten Mehrkanalrohr 1. Entsprechendes gilt für den Außendurchmesser und den Innendurchmesser des zweiten Innenrohrs 20.
Das Außenrohr 10 wird dann zusammen mit den in ihm eingesetzten Innenrohren 20, 30 zu einer in den Figuren nicht gezeigten, an und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Ziehdüse gebracht und einem Ziehvorgang unterworfen. Dies resultiert in einer Verringerung des Innendurchmessers des Außenrohrs 20, so dass die Vorsprünge 24a–24c des ersten Innenrohrs 20 in die Vertiefungen 13a–13c in der Innenwand 11 des Außenrohrs 10 eingepresst werden. Hierdurch werden die bereits vorgeschriebenen Presspassungen 15a–15c zwischen dem Außenrohr 10 und dem ersten Innenrohr 20 hergestellt, welche bewirken, dass das erste Innenrohr 20 im Außenrohr 10 dichte Durchgangskanäle 2 ausbildet und in ihm verdrehsicher aufgenommen ist. In entsprechender Art und Weise treten beim Ziehvorgang die Vorsprünge 34a–34c des zweiten Innenrohrs 30 in die Vertiefungen 23a–23c der Innenwand 21 des ersten Innenrohrs 20 ein, wodurch die Presspassungen 25a–25c ausgebildet werden, die in einer Verdrehsicherung des zweiten Innenrohrs 30 im ersten Innenrohr 20 resultieren. Dies besitzt den Vorteil, dass sich bei einer nachfolgenden Bearbeitung des Mehrkanalrohrs 1 durch Drehmaschinen bzw. spanende Bearbeitungszentren die Innenrohre 20, 30 nicht zueinander und/oder zum Außenrohr 10 verdrehen können. Das beschriebene Mehrkanalrohr erlaubt es somit in einfacher Art und Weise, Anschlüsse oder Kupplungen herzustellen.
Bei vorstehender Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass zur Ausbildung der Durchgangskanäle 2 des Mehrkanalrohrs 1 die Innenrohre 20, 30 in das Außenrohr 10 eingebracht werden. Es ist aber nicht zwingend erforderlich, dass in das Außenrohr 10 und/oder in das Innenrohr 20 jeweils ein als Einsatzelement fungierendes weiteres Innenrohr 20 bzw. 30 eingebracht wird. Es ist z. B. auch möglich, dass man sternförmig ausgebildete Einsatzelemente verwendet, deren Vorsprünge dann in entsprechende Vertiefungen des Außenrohrs 10 eingreifen.
In obiger Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass im Außenrohr 10 drei Vertiefungen 13a–13c vorgesehen sind und dass das in das Außenrohr 10 eingeführte Innenrohr 20 drei äquidistant angeordnete, radial ausgerichtete Vorsprünge 24a–24c aufweist. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, dass die hier zur Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendete Anzahl von drei Vertiefungen 13a–13c und demzufolge drei Vorsprünge 24a–24c nur einen exemplarischen Charakter hat. Es ist natürlich auch möglich, nur zwei Vorsprünge oder mehr als drei Vorsprünge 24a–24c und demzufolge eine entsprechende Anzahl von Vertiefungen 13a–13c zu verwenden. Auch eine äquidistante Anordnung der Vorsprünge 24a–24c ist zwar beim Ziehvorgang vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich. Gleiche Überlegungen gelten auch dann für das zweite Innenrohr 30.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen ein Mehrkanalrohr 1 ausgebildet wird, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Außenrohr 10 und einem in ihm eingesetzten Einsatzelement, im hier beschriebenen Fall das Innenrohr 20, nicht dadurch bewirkt wird, dass aufgrund unterschiedlicher Härtegrade des Außen- und des Innenrohrs die Vorsprünge des Innenrohrs 20 in das Außenrohr 10 eindringen können. Vielmehr bewirken die Presspassungen 15a–15c bzw. 25a–25c, dass zur Herstellung eines Mehrkanalrohrs 1 auch Rohre 10–30 mit einer gleichen Härte verwendet werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 6929493 [0003]
- DE 3207267 [0004]

Claims

Mehrkanalrohr, das ein Außenrohr (10) aufweist, in dessen Innenraum (10') mindestens ein Einsatzelement (20) zur Ausbildung mindestens zweier Durchgangskanäle (2) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (10) an seiner Innenwand (11) mindestens eine Vertiefung (13a–13c) aufweist, dass das Einsatzelement (20) mindestens einen Vorsprung (24a–24c) aufweist, und dass die oder mindestens eine der Vertiefungen (13a–13c) des Außenrohrs (10) zusammen mit dem oder einen der Vorsprünge (24a–24c) des Einsatzelements (20) mindestens eine Presspassung (15a–15c) ausbilden.
Mehrkanalrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (10) äquidistant angeordnete Vertiefungen (13a–13c) und das Einsatzelement (20) äquidistant angeordnete Vorsprünge (24a–24c) aufweist.
Mehrkanalrohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (10) drei Vertiefungen (13a–13c) und das Einsatzelement (20) drei Vorsprünge (23a–23c) aufweist.
Mehrkanalrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Einsatzelement (20) mindestens ein weiteres Einsatzelement (30) angeordnet ist.
Mehrkanalrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Einsatzelement als Innenrohr (20 bzw. 30) ausgebildet sind und einen Innenraum (20' bzw. 30') besitzen.
Mehrkanalrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial verlaufenden Vorsprünge (24a–24c bzw. 34a–34c) an einer Außenwand (22bzw. 32) des oder mindestens eines der Einsatzelemente (20 bzw. 30) angeordnet sind.
Mehrkanalrohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Innenwand (21) des rohrförmig ausgebildeten ersten Einsatzelements (20) Vertiefungen (23a–23c) ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Mehrkanalrohrs, das ein Außenrohr (10), in dessen Innenraum (10') zumindestens ein Einsatzelement (20, 30) eingesetzt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (20) in den Innenraum (10') des an seiner Innenwand (11) mindestens eine Vertiefung (13a–13c) aufweisenden Außenrohrs (10) eingebracht wird, und dass durch einen Ziehvorgang mindestens eine Presspassung (15a–15c) zwischen mindestens einer Vertiefung (13a–13c) des Außenrohrs (10) und mindestens einem radial vorspringenden und mit Übermaß gefertigten Vorsprung (24a–24c) des Einsatzelements (20) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Innenraum (20') des ersten Einsatzelements (20), an dessen Innenwand (21) mindestens eine Vertiefung (24a–24c) angeordnet ist, ein zweites Einsatzelement (30) eingebracht wird, welches mindestens einen an seiner Außenwand (32) angeordneten, radial vorspringenden und mit Übermaß gefertigten Vorsprung (34a–34c) aufweist, und dass durch einen Ziehvorgang mindestens eine Presspassung (25a–25c) zwischen mindestens einer Vertiefung (24a–24c) des ersten Einsatzelements (20) und mindestens einem Vorsprung (34a–34c) des zweiten Einsatzelements (30) hergestellt wird.