DE1910061A1

DE1910061A1 - Verfahren und Vorrichtung zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen Wickelkern

Info

Publication number: DE1910061A1
Application number: DE19691910061
Authority: DE
Inventors: Robert Funke
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1970-09-10
Also published as: AU1179670A; FR2033403A1; CA938538A; FR2033403B1; US3685330A

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 460) H G9 /OQS

So/Kp

24. 2. 1969

Verfahren und Vorrichtung zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen Wickelkern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen Wickelkern in mindestens einer Lage, wobei der Wickelkern gedreht wird und zwischen den einzelnen Rohrlagen Abstandshalter angeordnet sind. Sie bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Gewickelte Rohre werden beispielsweise in Wärmeaustauschern und insbesondere auch in Regeneratoren verwendet.

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LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Würde man bei einem eingangs beschriebenen Verfahren das Rohr einfach auf die Abstandshalter aufwickeln, so ergäben sich in nachteiliger Weise infolge des beträchtlichen Abstandes der Abstandshalter in einer Lage voneinander im Querschnitt polygonartig ausgebildete Rohrlagen.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird daher das Rohr schrittweise gewickelt, indem es über eine zwischen jeweils zwei Abstandshalter eingelegte Schablone gebogen wird. Die Schablone wird danach in den nächsten Zwischenraum zwischen zwei Abstandshaltern eingelegt und der nächste Wicklungsschritt wird durchgeführt usw.

Auch dieses schrittweise Wickeln weist noch wesentliche Nachteile auf. Einmal ist die Wickelgeschwindigkeit infolge der periodischen Unterbrechungen zum Umlegen der Schablone sehr gering. Zum anderen ergibt sich auch bei dieser Wicklungsart keine exakt gleichmäßige Krümmung der einzelnen Windungen einer Rohrlage. Insgesamt ist dieses Verfahren bei geringer Wickelgüte sehr unwirtschaftlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Wickeln von Rohren zu schaffen, das nicht die Mängel des bekannten Verfahrens aufweist.

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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch gelöst, daß das Rohr mit in den einzelnen Lagen jeweils gleichbleibendem Krümmungsradius kontinuierlich aufgewickelt wird.

Dadurch ergibt sich bei hoher Wickelgüte ein schnelles und sehr wirtschaftliches Aufwickeln des Rohres. Die durch die kontinuierliche Arbeitsweise des Verfahrens ermöglichte gleichmäßige Krümmung ergibt gut überschaubare strömungs- % technische und thermodynamische sowie Ein- bzw. Ausbau- Verhältnisse für das aufgewickelte Rohr.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird dem Rohr unmittelbar vor dem Auflaufen zur Rohrlage mittels einer Vorbiegevorrichtung kontinuierlich der endgültige Krümmungsradius erteilt. Die einzelnen Windungen der gesamten Rohrlage erhalten so eine konstant gleichförmige Krümmung. Jegliche Ungleichmäßigkeiten der Krümmung * etwa infolge der Abstandshalter werden durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorbiegevorrichtung ausgeschlossen.

Mit Vorteil wird von der Vorbiegevorrichtung ständig ein gleichmäßiger Zug auf das auflaufende Rohr ausgeübt. Das Rohr wird auf diese Weise immer gleichmäßig straff gewickelt.

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Die Vorbiegevorrichtung weist vorteilhafterweise zwei Führrollen zur einseitigen, oberen und zwei zwischen diesen und nebeneinander angeordnete, zusammenwirkende Schrägrollen zur allseitigen Führung des Rohres auf, wobei die drei Rolleneinheiten in einer Reihe an einem Tragteil, vorzugsweise einem U-Profil, angeordnet sind.

Zur Verkleinerung des Krümmungsradius des Rohres ist hierbei zweckmäßigerweise die der Rohrlage am nächsten gelegene, dem Rohr die Krümmung erteilende Führungsrolle zur Verkleinerung des Krümmungsradius des Rohres in Richtung auf das Rohr, beispielsweise mittels einer Spindel, verstellbar. Entsprechend ist diese Führungsrolle zur Vergrößerung des Krümmungsradius des Rohres in Gegenrichtung, d.h. in Richtung vom Rohr weg, verstellbar.

Weiterhin kann zur Aufnahme des Rohres der Abstand der beiden Schrägrollen voneinander über ein Hebelgetriebe sowie einen Keil vergrößerbar sein.

Schließlich sind vorteilhafterweise die mit einem einem bestimmten äußeren Querschnitt des Rohres angepaßten Führungsprofil versehenen Rollen zum Wickeln von Rohren mit anderem äußeren Querschnitt durch Rollen eines entsprechenden 'Führungsprofils ersetzbar.

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Es ergibt sich somit eine in ihrem Aufbau äußerst einfache und sehr wirksame Vorbiegevorrichtung, welche sowohl für verschiedene Rohrquerschnitte als auch zur Erzeugung verschieden großer Krümmungsradien der Rohre verwendbar ist.

Der von der Vorbiegevorrichtung auf das auflaufende Rohr ausgeübte Zug wird zweckmäßigerweise über ein Stahlseil oder dergleichen und eine Laufkatze von einer parallel zur Rohrlage angeordneten Laufschiene aufgenommen. Das Stahlseil ist also mit einem Ende an der Vorbiegevorrichtung und dort sinnvollerweise am Tragteii, und mit dem anderen Ende an der Laufkatze befestigt. Wenn nun die Laufkatze immer eine dem seitlichen Wandern des Rohres genau entsprechende Verschiebung auf der Laufschiene durchführt, bleibt der Zug auf das Rohr innerhalb der einzelnen Rohrlagen immer gleich. Jeweils zu Beginn einer neuen Lage bedarf es lediglich einer kleinen Verstellung der Seillänge, um auch in dieser Rohrlage einen zweckentsprechend hohen Zug auf das Rohr zu haben.

Das aufzuwickelnde Rohr kann im übrigen von einer, vorzugsweise auf der Laufschiene verfahrbar angeordneten, Rohrvorratsspule abgewickelt werden. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn sehr große aufzuwickelnde Rohrlängen

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vorliegen, welche also einen großen Platzbedarf haben.

Es ist auch möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Rohrspirale von der Art beispielsweise einer archimedischen oder logarithmischen Spirale kontinuierlich zu wickeln. Hierzu wird zweckmäßigerweise die sich ständig ändernde Krümmung des Rohres durch laufende Verstellung der der Rohrspirale am nächsten gelegenen Führungsrolle eingestellt. Letzterer Vorgang kann selbstverständlich automatisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 in Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum schraubenartigen Aufwickeln von Rohren,

Pig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Pig. I,

Fig. 5 im Detail eine erfindungsgemäße Vorbiegevorrichtung, welche gerade von einem zu krümmenden Rohr durchsetzt wird, in Seitenansicht etwa gemäß Pig. 2,

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Pig. 4 in Seitenansicht aus Pig. 3 die Anordnung der Schrägrollen in der Vorbiegevorrichtung und

Fig. 5 im Querschnitt die der Rohrlage am nächsten gelegene Führungsrolle.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird ein Rohr 1 auf eine Wickeltrommel 2 aufgewickelt. Zum Antrieb der Wickeltrommel 2 dient ein Antriebsmotor 3· Auf der sozusagen als innerste, geschlossene Rohrlage aufzufassenden Wickeltrommel 2 sind Abstandshalter 4 aus U-Profilen angeordnet. Durch das Vorhandensein der Abstandshalter 4 werden die beim abschließenden Abstreifen der fertig gewickelten Rohrlage von der Wiekeltrommel 2 entstehenden Reibungskräfte verringert.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Krümmung des Rohres 1 beim Wickeln dient eine Vorbiegevorrichtung 5* welche später noch eingehend beschrieben wird. Die Vorbiegevorrichtung 5 steht während des gesamten Wickelvorgangs durch ein Stahlseil 6 über eine Laufkatze 7 mit einer Laufschiene 8 immer in gleichmäßig straffer Verbindung, so daß das Rohr 1 beim Aufwickeln immer eine sehr gleichförmige Krümmung erhält.

Ist die in den Pig. 1 und 2 dargestellte, begonnene Rohrlage fertiggewickelt, so können auf diese unter jeweiliger Zwischen-

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schaltung von Abstandshaltern weitere Rohrlagen aufgewickelt werden.

In Fig. 3 sowie in den Pig. 4 und 5 ist die Vorbiegevorriehtung 5 in ihren Einzelheiten dargestellt. An einem durch ein U-Profil 9 gebildeten Tragteil sind über verschiedene Halteteile je eine, in Durchlaufrichtung des Rohres 1 gemäß Pfeil 1a gesehen, vordere 10 und hintere 11 Führungsrolle zur einseitigen, oberen Führung des Rohres 1 angeordnet. Zwischen den beiden Führungsrollen 10 und 11 befinden sich, ebenfalls über verschiedene Halteteile an dem U-Profil 9 befestigt, zwei nebeneinander angeordnete, zusammenwirkende Schrägrollen 12, 15 zur allseitigen Führung des Rohres 1. Zur Befestigung des Stahlseils 6 an der Vorbiegevorrichtung 5 dienen Bohrungen 14.

Die genaue Funktionsweise der Schrägrollen 12, 13 geht aus Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 hervor. Es ist leicht einzusehen, daß durch Umstellen eines Stellhebels 15 gemäß Pfeil 15a in die in Fig. j5 gestrichelt dargestellte Stellung ein Keil 17 über einen Hebel 16 gemäß Pfeil 17a nach oben herausgehoben wird. Dadurch und durch die anschließende Wirkung von Druckfedern 18 bzw. 19 vergrößert sich der Abstand der beiden Schrägrollen 12 bzw. 15 in Richtung der

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Pfeile 12a bzw. 13a, bis das Rohr 1 schließlich in Richtung des Pfeiles 1b aus der Führung durch die Schrägrollen 12, 13 genommen werden kann.

Die Arbeitsweise der hinteren Führungsrolle 11, deren Achse mit Bezug auf das U-Profil 9 immer ihre Lage beibehält, bedarf keiner näheren Erläuterung.

Die Funktionsweise der vorderen Führungsrolle 10 geht im einzelnen aus Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 hervor. Die Führungsrolle 10 ist, beispielsweise um 15 bis 20°, entgegen ihrer Drehrichtung gegen die Längsrichtung des U-Profils 9 geneigt. Außerdem ist die Führungsrolle 10 gemäß Doppelpfeil 20 in Richtung auf das Rohr 1 bzw. in Gegenrichtung verstellbar, wodurch sich der Krümmungsradius des Rohres 1 verkleinern bzw. vergrößern läßt. Die Verstellung der Führungsrolle 10 wird durch die Drehung einer Spindel ermöglicht, wobei ein innerer Halteteil 22 der Führungsrolle 10 gegen einen äußeren, mit dem U-Profil 9 über Anschweißplatten 23, 24· starr verbundenen Halteteil 25 in die beiden Richtungen des Doppelpfeils 20 verschoben wird.

Das in der Vorbiegevorrichtung 5 zu krümmende Rohr 1 tritt bei der Führungsrolle 11 in die Vorbiegevorrichtung 5 ein,

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nimmt dann gradlinig und parallel zur Längserstreckung des U-Profils 9 seinen Weg zu den Schrägrollen 12, 15, durchsetzt diese und durchläuft anschließend den Führungsbereich der Führungsrolle 10. Dabei wird ihm infolge des, bezogen auf den senkrechten Abstand der Führungsrolle 11 von dem U-Profil 9* vergrößerten senkrechten Abstandes der Führungsrolle 10 von dem U-Profil 9 sowie infolge der Schrägstellung der Führungsrolle 10 der erwünschte endgültige Krümmungsradius erteilt. Das so gekrümmte Rohr 1 wird unmittelbar darauf von der Wickeltrommel 2 aufgenommen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß sämtliche Rollen 10, 11, 12, 15 das gleiche, dem äußeren Querschnitt des Rohres 1 angepaßte Führungsprofil aufweisen» Beim Wickeln von Rohren mit einem anderen äußeren Querschnitt sind die Rollen 10, 11, 12, I3 durch Rollen eines entsprechenden Führungsprofils ersetzbar.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgewickelten Rohre müssen nicht zwingend einen Kreisquerschnitt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sondern können grundsätzlich auch andere Querschnitte aufweisen.

9 Patentansprüche
■ Blatt Zeichnungen

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Claims

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(H 46o) H G9 /008

So/Kp

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Patentansprüche

Ί.) Verfahren zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen Wickelkern« in mindestens einer Lage, wobei der Wickelkern gedreht wird und zwischen den einzelnen Rohrlagen Abstandshalter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit in den einzelnen Lagen jeweils gleichbleibendem Krümmungsradius kontinuierlich aufgewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohr unmittelbar vor dem Auflaufen zur Rohrlage mittels einer Vorbiegevorrichtung kontinuierlich der endgültige Krümmungsradius erteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Vorbiegevorrichtung ständig ein gleichmäßiger Zug auf das auflaufende Rohr ausgeübt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet„ ' -.·■" daß der Zug über ein Stahlseil oder dergleichen und_: eine Laufkatze von einer parallel zur Rohrlage ange-.ordneten Laufschiene aufgenommen wird*
5· Verfahren nach Anspruch '4, dadurch gekennzeichnet/ daß das aufzuwickelnde Rohr von einer, vorzugsweise auf ; der Laufschiene verfahrbar angeordneten, Rohrvorratsspule abgewickelt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbiegevorrichtung (5) zwei Führungsrollen (10, 11) zur einseitigen, oberen und zwei zwischen diesen und nebeneinander angeordneten, zu?- ■ sammenwirkende Schrägrollen (12, 13) zur allseitigen Führung des Rohres (1) aufweist, wobei die drei Rolleneinheiten (10, 11, 12-13) in einer Reihe an einem Tragteil (9), vorzugsweise einem U-Profil, angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Rohrlage am nächsten gelegene, dem Rohr (1) die Krümmung erteilende Führungsrolle (10) zur Verkleinerung des Krümmunsradius des Rohres.(1) in Richtung auf das Rohr (1):,beispielsweise mittels einer Spindel (21), verstellbar ist. '-.■'"_

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8. Vorrichtung nach. Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet* daß der Abstand der beiden Schrägrollen (12, 13) voneinander zur Aufnahme des Rohres (1) über ein Hebelgetriebe (15* 16) sowie einen Keil (17) vergrößerbar ist.

ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8j dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem einem bestimmten äußeren Querschnitt des Rohres (1) angepaßten Führungsprofil versehenen Rollen (-10,- 11, 12, 13) zum Wickeln von Rohren mit anderem äußeren Querschnitt durch Rollen eines entsprechenden Pührungsprofils ersetzbar sind. :

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