DE19605449A1 - Mehrfachgewickeltes Metallrohr sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung - Google Patents
Mehrfachgewickeltes Metallrohr sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrfachgewickeltes Metallrohr, das
durch Wickeln und Löten von Bandmaterial (Metallbandmaterial) hergestellt
wird, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung desselben.
Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres schließt
ein Verfahren zur plastischen Deformierung eines Bandmaterials
(Metallbandmaterial), bei welchem ein Kupferlötmaterial auf die gesamte
Oberfläche aufgebracht ist, durch eine Formvorrichtung zu einem
röhrenförmigen Körper ein, das Schmelzen des Lötmaterials zwischen den
Wänden des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers durch eine
Heizvorrichtung und anschließendes Koagulieren des geschmolzenen
Lötmaterials durch eine Kühlvorrichtung, um das Endprodukt zu erhalten. Die
Einrichtung zum Schmelzen des Lötmaterials des mehrfachgewickelten
Metallrohrs schließt bei diesem Verfahren ein Verfahren zur Verwendung eines
elektrischen Ofens und ein Verfahren zur ohmschen Wärmeerzeugung, durch
Zuführen von elektrischem Strom ein. Das Verfahren zur Verwendung des
elektrischen Ofens weist das Schneiden eines durch eine Formvorrichtung zu
einer mehrfachgewickelten Wandstruktur geformten Metallrohres auf eine
vorher bestimmte Länge auf, sowie das Schicken der mehrfachgewickelten
Metallrohre mit jeweils vorbestimmter Länge der Reihe nach in den
elektrischen Ofen und Schmelzen des Lötmaterials. Währenddessen weist die
ohmsche Wärmeerzeugung durch die elektrische Stromversorgung das Anlegen
von elektrischem Strom an einen röhrenförmigen Körper durch zwei
Elektroden auf, die in der Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers, der
kontinuierlich von der Formvorrichtung geliefert wird, voneinander entfernt
sind. Das Lötmaterial wird durch die ohmsche Wärmeerzeugung des
röhrenförmigen Körpers geschmolzen und das Löten kontinuierlich
durchgeführt (siehe US-Patentschrift 2,746,141 und Patentschrift der
Bundesrepublik Deutschland Nr. 813839). Dieses ältere Verfahren zur
Herstellung der mehrfachgewickelten Metallröhre bringt jedoch die folgenden
Probleme mit sich.
Und zwar verursachen der Abrieb eines Verformungswerkzeuges, das in der
Formvorrichtung eingebaut ist, eine Änderung der mechanischen Eigenschaft
oder der Abmessungen eines langen Bandmaterials (gewöhnlich länger als 1000
Meter), das in spiralförmiger Art aufgewickelt ist, manchmal Lücken zwischen
den mehrfachgewickelten Wänden oder ein Abschälen zwischen den inneren
und äußeren Nahtstellen beim Wandbildungsschritt. Wenn sich das
mehrfachgewickelte Metallrohr in einem solchen Zustand befindet, werden
Lücken manchmal an solchen Stellen gebildet, die das Haften des
Lötschichtmaterials zwischen den gewickelten Wänden auch noch nach dem
Löten verhindern, was eine schlechte Haftung bewirkt und eine schlechte
Haftung der Nahtstellen mit sich bringt. Es versagt dabei, die Funktion als
Rohrleitung zu erfüllen, so daß nichts anderes getan werden kann, als sie als
unbrauchbare Produkte wegzuwerfen.
Fig. 20 ist eine Fotografie, die einen Abschnitt einer Querschnittsstruktur eines
mehrfachgewickelten Metallrohres zeigt, das durch ein bestehendes Verfahren
hergestellt wurde, wobei Fig. 20(A) eine Fotografie ist, die eine Stelle
zwischen den Wänden zeigt und Fig. 20(B) eine vergrößerte Fotografie einer
äußeren Nahtstelle. Wie aus den Fotografien der Fig. 20(A) und (B)
offensichtlich wird, sind in einem mehrfachgewickelten Metallrohr, das durch
bestehende Verfahren hergestellt wurde, manchmal Lücken zwischen den
gewickelten Wänden vorhanden, in denen sich keine Lötschicht befindet, was
die Haftung verschlechtert. Es bildet sich an der äußeren Nahtstelle ein Absatz,
was zu einem Problem im Hinblick auf die Qualität in dem Fall führen kann,
wenn Dichtungsleistung zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Röhre
und einem Gummischlauch oder einem O-Ring erforderlich ist, wenn letzterer
zur Verwendung über die Oberfläche des Rohres gebracht wird.
Weiterhin müssen bei den bestehenden Verfahren, da kein geeignetes Mittel
vorhanden ist, die Lücken zwischen jeder der aufgrund des Formschrittes
gebildeten mehrfachgewickelten Wände zu verhindern, Materialien ausgewählt
werden, bei denen die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. das
Zurückfedern des Bandmaterials in Betracht gezogen werden müssen, was den
Bereich zur Auswahl der Materialien einschränkt. Gewöhnlich ist ein
Bandmaterial mit einer Länge von mehr als 100 Meter so geformt wie es ist,
ohne daß für jeden Abschnitt die Maßstreuung korrigiert wird. Zudem wird im
Hinblick auf die im Formschritt verursachten Lücken zwischen den
mehrfachgewickelten Wänden eine große Menge des Lötmaterials erforderlich,
was die Kosten für das Lötmaterial wie z. B. Kupfer erhöht. Zusätzlich erhöht
dies die Dicke der Kupferlage als Lötmaterial (siehe Fotografie in Fig. 9(B)) und
man könnte beunruhigt sein, daß zusammen mit der Vergrößerung der
Kupferschicht ein Problem des Brüchigwerdens entstehen kann, was nicht
bevorzugt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Hinblick auf die zuvor genannten
Schwierigkeiten im Stand der Technik ausgeführt und es ist eine Aufgabe der
Erfindung, ein mehrfachgewickeltes Metallrohr mit hoher Qualität zur
Verfügung zu stellen, das ausgezeichnete Haftung zwischen den
mehrfachgewickelten Wänden und an der Nahtstelle zeigt, auch wenn
Maßstreuungen an allen Abschnitten Stelle eines langen Bandmaterials
vorhanden sind, in dem das Material geformt wird, während die Streuung
durch Erwärmen korrigiert wird. Die Erfindung ist auch dazu fähig, den
Bereich zur Auswahl des Materials zu erweitern, oder die Brüchigkeit in
Zusammenhang mit der Erhöhung der Menge der Lötschicht zu reduzieren und
eine Reduktion der Menge des verwendeten Lötmaterials zu bewirken, sowie
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung zur Verfügung zu stellen.
Ein mehrfachgewickeltes Metallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein
Aussehen, bei welchem eine äußere Nahtstelle mit einem Lötmaterial gefüllt
ist, um die vollständige äußere kreisförmige Oberfläche glatt zu machen. Die
gewickelten Wände haften vollständig dicht aneinander, ohne dazwischen
Lücken im Lötmaterial zu hinterlassen.
Weiterhin weist ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten
Metallrohres gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander in radialer
Richtung druckgeschweißte Wände eines mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers auf, während mindestens die äußere Kreislinie eines Lötmaterials
zwischen den Wänden des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers
durch Erhitzen bei einer fließfähigen Temperatur gehalten wird, sowie
anschließendes Anwenden von Kühlung.
Das Verfahren hat zudem das Merkmal mindestens einen Schritt zum Pressen
der äußeren kreisförmigen Oberfläche des röhrenförmigen Teils im
wesentlichen gleichmäßig in radialer Richtung von der Außenseite her zu
verwenden, um die Wände des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers
radial miteinander durch Druck zu verschweißen, oder einen Schritt zum
Pressen der inneren kreisförmigen Oberfläche des röhrenförmigen Körpers im
wesentlichen gleichmäßig in radialer Richtung von der Innenseite her, oder
einen Schritt zur Ausübung einer Zugkraft auf den röhrenförmigen Körper in
Richtung der Röhrenachse.
Das Verfahren hat das weitere Merkmal, daß das erste Abkühlen gleichzeitig
oder so schnell wie möglich nach dem Druckschweißen in radialer Richtung
durchgeführt wird und weiterhin ein zweites Kühlen durchgeführt wird.
Es hat noch als weiteres Merkmal das Abschrecken des Lötmaterials aus dem
fließfähigen Zustand bis etwa zu einem Koagulationspunkt des Lötmaterials
durch das erste Abkühlen, das gleichzeitig mit oder so schnell wie möglich
nach dem radialen Druckschweißen durchgeführt wird.
Es hat als noch ein weiters Merkmal die Anwendung von Erhitzung durch
Verwendung eines Lötofens, einer ohmschen Heizvorrichtung oder einer
Hochfrequenzheizvorrichtung. Des weiteren hat die ohmsche Heizvorrichtung
das Merkmal, daß sie eine Gleichstromquelle verwendet.
Weiterhin weist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemaßen
Verfahrens eine Verformungsvorrichtung zum Formen eines Bandmaterials zu
einem mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper auf, eine Heizvorrichtung
zum Schmelzen eines Lötmaterials, das zwischen den Wänden des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers vorhanden ist und eine
Abkühlvorrichtung zum Koagulieren des geschmolzenen Lötmaterials und
Abkühlen des röhrenförmigen Körpers, wobei die Vorrichtung mindestens eine
Einrichtung zum radialen Druckschweißen der Wände des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers miteinander in radialer
Richtung aufweist, so daß das Lötmaterial zwischen der Innenseite der
Heizvorrichtung und dem Einlaß der Abkühlvorrichtung zum Fließen gebracht
wird.
Weiterhin weist die Druckschweißeinrichtung mindestens eine Einrichtung zum
Pressen des äußeren Kreisumfangs des röhrenförmigen Körpers im
wesentlichen gleichmäßig in radialer Richtung von der Außenseite her auf oder
eine Überführungsgeschwindigkeits-Veränderungseinrichtung, um Zugkraft auf
einen röhrenförmigen Körper in Richtung der Röhrenachse auszuüben.
Weiterhin weist die Druckschweißeinrichtung auf der Außenseite einen oder
mehrere Sätze von Andruckwalzen oder eine oder mehrere Preßformen auf.
Die Druckschweißeinrichtung weist von der Innenseite her einen Stempel oder
einen mechanischen Leitungsvergrößerungskopf auf, der eingebaut ist, um den
Durchmesser des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers zu
vergrößern.
Weiterhin weist die Überführungsgeschwindigkeits-Veränderungseinrichtung
zur Ausübung von Zugkraft in Richtung der Röhrenachse einen oder mehrere
Sätze von Rohrkörper-Andruckwalzen und einen Satz von Förderwalzen
stromabwärts im Anschluß an die Andruckwalzen auf, wobei der Durchmesser
der Förderwalze auf eine Größe vergrößert wird, die größer als der der
Andruckwalzen ist oder die Rotationsgeschwindigkeit der letzteren erhöht wird.
Auf der anderen Seite weist die Abkühlvorrichtung eine erste Kühleinrichtung
zum Abschrecken des Lötmaterials etwa bis zum Koagulationspunkt und eine
zweite Kühleinrichtung zum Abkühlen des röhrenförmigen Körpers bis etwa
auf Raumtemperatur auf.
Die erste Kühleinrichtung weist mindestens eine Kühlmedium-Sprühdüse auf,
die so angeordnet ist, daß sie die äußere kreisförmige Oberfläche des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers kühlt. Der Satz Andruckwalzen
hat eine Dreiwalzenstruktur und der Krümmungsradius der Vertiefung der
Andruckwalzen ist gleich oder geringfügig geringer als der Krümmungsradius
des äußeren Durchmessers des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine äußere kreisförmige Oberfläche
eines mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers im wesentlichen
gleichmäßig in radialer Richtung von der Außenseite her durch eine
Druckschweißeinrichtung gepreßt, die eine oder mehrere Sätze von Walzen
oder ein oder mehrere Preßformen aufweist, oder die innere kreisförmige
Oberfläche des röhrenförmigen Körpers wird im wesentlichen gleichmäßig in
radialer Richtung von der Innenseite her durch eine Druckschweißeinrichtung
gepreßt, die z. B. einen Stempel oder einen Rohrdurchmesser-
Vergrößerungskopf aufweist oder die Überführungsgeschwindigkeit des
röhrenförmigen Körpers wird durch eine Überführungsgeschwindigkeits-
Veränderungseinrichtung geändert, die eine oder mehrere Sätze von
Rohrkörper-Andruckwalzen sowie einen Satz von Förderwalzen stromabwärts
im Anschluß an die Andruckwalzen aufweist, wobei eine Zugkraft auf den
röhrenförmigen Körper in Richtung der Röhrenachse ausgeübt wird, um eine
durchmesserreduzierende Kraft auf den röhrenförmigen Körper auszuüben,
während zwischen den Walzen mindestens die äußere kreisförmige Oberfläche
des Lötmaterials des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers durch
Erhitzen bei einer fließfähigen Temperatur gehalten wird, wobei die Wände in
radialer Richtung miteinander druckgeschweißt werden, so daß die Wände
miteinander im geschmolzenen Zustand des Lötmaterials druckgeschweißt sind,
und Lücken, in denen die Lötschicht nicht vorhanden ist, zwischen den
einzelnen Wänden reduziert werden und das Lötmaterial durch das
Druckschweißen herausgequetscht wird, um die äußere Nahtstelle auszufüllen,
wobei der Absatz reduziert oder ausgefüllt wird, was die vollständige
kreisförmige Oberfläche im wesentlichen glatt macht.
Wenn die Druckschweißeinrichtung Andruckwalzen oder Preßformen aufweist,
die von der Außenseite her drücken, so wird die Walze oder die Preßform als
wassergekühlte Ausführung eingesetzt. Wenn die Druckschweißeinrichtung ein
Stempel ist, der von innen her drückt, so wird der Stempel in wassergekühlter
Ausführung eingesetzt. Alternativ wird, wenn die Druckschweißeinrichtung
eine Überführungsgeschwindigkeits-Änderungseinrichtung aus Rohrkörper-
Andruckwalzen und den Förderwalzen aufweist, eine Sprühdüse für das
Kühlmedium als erste Abkühleinrichtung angebracht, wodurch das Lötmaterial,
das bei einer fließfähigen Temperatur gehalten wird, annähernd bis zum
Koagulationspunkt des Lötmaterials abgeschreckt wird, so daß das
Durchhängen von Lötmaterial (Lötdurchhang) verhindert werden kann, der
druckgeschweißte Zustand zwischen den Wänden aufrechterhalten werden kann
und auch das kristalline Kornwachstum des Substratmaterials unterdrückt
werden kann.
Als Druckschweißeinrichtung zum Ausüben von Druck von der Außenseite
her, kann beispielsweise ein Verfahren unter Verwendung einer
Stromzuführungswalze in Betracht gezogen werden. Da jedoch die
Stromzuführungswalze aus einer Kupferlegierung hergestellt wird, um den
elektrischen Strom gleichmäßig zuführen zu können, besitzt sie eine geringe
Abriebwiderstandsfähigkeit und hat einen geringen Widerstand gegen
Hochtemperaturoxidation und besitzt hohe Temperaturfestigkeit. Wenn die
Stromzuführungswalze dann als Druckschweißeinrichtung für den
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper verwendet wird, entstehen
Fehler bei der Kreisförmigkeit und der Maßgenauigkeit des röhrenförmigen
Körpers aufgrund von Abrieb oder Deformation, welche die Lebensdauer der
Walze extrem verkürzen, was schwierig für die praktische Anwendung ist.
Daher wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren, bei dem eine Druckschweißeinrichtung für den röhrenförmigen
Körper zur Verfügung gestellt wird, getrennt angeordnet, so daß die Walzen
und Preßformen, die ausschließlich zum Pressen verwendet werden, z. B. aus
einer superharten Legierung (WC) bestehen, die eine hohe Abriebbeständigkeit
besitzt, eine Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit und eine hohe
Temperaturfestigkeit. Diese können verwendet werden, ohne elektrische
Leitfähigkeit in Betracht ziehen zu müssen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Fließfähigkeitstemperatur des
Lötmaterials z. B. 800 bis 1200°C für ein Kupferlötmaterial auf der Basis von
Kupfer oder einer Kupferlegierung, 875 bis 890°C für ein Nickel-Lötmaterial
(Ni-P-System) und 500 bis 600°C für ein Aluminium-Lötmaterial
(Standardtyp).
Des weiteren schließt das Bandmaterial Eisen (SPPC oder ähnliches), rostfreien
Stahl (SUS 304, SUS 316 oder ähnliches), Kupfer (C 1220 R, C 1660 R,
NCuR oder ähnliches) und Aluminium (A-3003, A5052 oder ähnliches) ein.
Die Heiztemperatur für den röhrenförmigen Körper wird in Übereinstimmung
mit dem Lötmaterial und dem Bandmaterial derart festgelegt, daß das
Lötmaterial fließfähig wird und eine abrupte Verschlechterung des
Substratmaterials (Bandmaterial) nicht bewirkt wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, wenn ein Ende der
äußersten Wand des mehrfachgewickelten Metallrohres durch die
Druckschweißeinrichtung in einem Zustand gepreßt wird, bei dem das
Lötmaterial erhitzt wird, um Fließfähigkeit zu erhalten, dieses in die innere
Wand eingepaßt, auch dann, wenn die Abmessung zwischen den Bereichen des
langen Bandmaterials streut, so daß ein Abschälen verhindert und die Haftung
dieser äußeren Stelle verbessert wird.
Weiterhin kann, wenn der mehrfachgewickelte röhrenförmige Körper durch
Andruckwalzen oder Preßformen mit wassergekühlter Struktur
druckgeschweißt wird oder mit einem Stempel von wassergekühlter Struktur
von der Außenseite zur Innenseite her, der mehrfachgewickelte, röhrenförmige
Körper so schnell wie möglich abgeschreckt werden (erstes Abkühlen).
Anstelle der Andruckwalzen oder Preßformen oder eines Stempels der
wassergekühlten Art oder einer Kombination daraus, kann die äußere
kreisförmige Oberfläche des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers
durch eine Kühlmedium-Sprühdüse abgeschreckt werden, die als erste
Kühleinrichtung direkt nach den Andruckrollen oder Preßformen oder nach
dem Stempel angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann ein Lötdurchhang
verhindert werden, um den druckgeschweißten Zustand zwischen den Wänden
aufrechtzuerhalten und auch das kristalline Kornwachstum kann unterdrückt
werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es, da die Wände
miteinander nach oder während des Entlastens des Substratmaterials von
Spannungen durch Erhitzen wieder miteinander druckverschweißt werden nicht
erforderlich, das Material im Hinblick auf mechanische Eigenschaften wie
z. B. Zurückfedern auszusuchen. Ebenso ist die Haftung zwischen den Wänden
und an der Nahtstelle des mehrfachgewickelten Rohres auch dann
zufriedenstellend, wenn die Abmessungen zwischen jedem dieser Bereiche
eines langen Bandmaterials variieren, so daß ein mehrfachgewickeltes Rohr
von hoher Qualität hergestellt werden kann.
Weiterhin kann die Dicke der Lötmateriallage reduziert werden, da das Löten
in einem Zustand ausgeführt wird, bei dem die Wände des
mehrfachgewickelten Metallrohres miteinander in radialer Richtung
druckverschweißt sind.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch einen vollständigen
Aufbau einer Vorrichtung als ein Beispiel für eine
erste bevorzugte Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 veranschaulicht eine schematische, vergrößerte
Ansicht von Druckformwalzen in der oben
beschriebenen Vorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr,
Fig. 3 ist eine in der Höhe vergrößerte Seitenansicht, die
in einem senkrechten Querschnitt Preßformen als
andere Druckschweißeinrichtung in der oben
beschriebenen Vorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr zeigt,
Fig. 4 ist die schematische Ansicht einer
Heizvorrichtung, die ein Beispiel dafür zeigt, wie
die Positionen zur Anbringung der
Druckformwalzen in der oben beschriebenen
Vorrichtung verändert werden können,
Fig. 5 ist die schematische Ansicht einer
Heizvorrichtung, die eine andere Heizeinrichtung
in der oben beschriebenen Vorrichtung für einen
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper
zeigt,
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel
einer Einrichtung zur Unterstützung einer inneren,
kreisförmigen Oberfläche in einem
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper in
der oben beschriebenen Vorrichtung zeigt,
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil einer
Vorrichtung eines anderen Beispiels gemäß der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die einen
vollständigen Aufbau einer Vorrichtung als ein
Beispiel für eine zweite Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine
Druckschweißeinrichtung für einen
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper
zeigt, wie er oben beschrieben und in Fig. 8
gezeigt ist, wobei (A) einen Stempel bzw. (B)
einen mechanischen Röhrendurchmesser-
Vergrößerungskopf zeigt,
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, die eine
Vorrichtung zeigt, bei der ein Hochfrequenz-
Heizwendel-System anstelle eines ohmschen
Wärmeerzeugungssystems als Heizeinrichtung in
der oben beschriebenen Vorrichtung für einen
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper
verwendet wird,
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die eine
Vorrichtung zeigt, bei der die Andruckwalzen
direkt vor einer Druckschweißeinrichtung in der
oben beschriebenen Vorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr angeordnet sind,
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die eine
Vorrichtung zeigt, bei der die Andruckwalzen
gerade im Anschluß an eine
Druckschweißeinrichtung in der oben
beschriebenen Vorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr angeordnet sind,
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die einen
vollständigen Aufbau einer Vorrichtung als ein
Beispiel für eine dritte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres
Beispiel für einen Druckschweißabschnitt in der
oben beschriebenen Vorrichtung für einen
röhrenförmigen Körper veranschaulicht,
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere
Heizeinrichtung in der oben beschriebenen
Vorrichtung für einen mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körper veranschaulicht,
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht, die ein Bauteil
eines weiteren Beispiels der oben beschriebenen
Vorrichtung veranschaulicht,
Fig. 17 ist eine schematische Ansicht, die ein Bauteil noch
eines weiteren Beispiels der oben beschriebenen
Vorrichtung veranschaulicht,
Fig. 18 ist eine Fotografie, die einen Teil einer
Querschnittsstruktur eines mehrfachgewickelten
Rohres, das durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung hergestellt wurde, zeigt, wobei (A)
eine Fotografie ist, die eine Stelle zwischen den
Wänden zeigt, (B) eine vergrößerte Fotografie
einer äußeren Nahtstelle,
Fig. 19 ist eine schematische Ansicht, die einen
vollständigen Aufbau einer Vorrichtung als ein
Beispiel für eine weitere Ausführungsform in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
zeigt,
Fig. 20 ist eine Fotografie, die einen Teil einer
Querschnittsstruktur eines mehrfachgewickelten
Rohres zeigt, das durch ein bestehendes Verfahren
hergestellt wurde, wobei (A) eine Fotografie ist,
die eine Stelle zwischen den Wänden zeigt und
(B) eine vergrößerte Fotografie einer äußeren
Nahtstelle ist.
Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug
auf die Fig. 1 bis 8 erklärt.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung als Beispiel für eine
erste bevorzugte Ausführungsform zum Pressen und Druckschweißen der
äußeren, kreisförmigen Oberfläche eines mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers in radialer Richtung von der Außenseite her veranschaulicht. Fig. 2 ist
eine schematische, vergrößerte Ansicht, die die Druckformwalzen für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr in der oben beschriebenen Vorrichtung
veranschaulicht, und Fig. 3 ist eine in der Höhe vergrößerte Seitenansicht eines
senkrechten Querschnitts, der eine Preßform als Druckschweißeinrichtung von
der Außenseite her in der oben beschriebenen Vorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Metallrohr zeigt. Dabei ist folgendes gezeigt: eine
Vorrichtung zum Formen eines mehrfachgewickelten Metallrohres 1, eine
Heizvorrichtung 2, eine Kühlvorrichtung 3, eine elektrische Stromzuführwalze
(rotierende Elektrode) 4, eine Gleichstromquelle 5, Druckformwalzen 6 als
Druckschweißeinrichtung, ein Würfel 7 als Druckschweißeinrichtung, ein
Abwickler 10, ein Bandmaterial (Metallband) 11 und ein mehrfachgewickelter,
röhrenförmiger Körper 12.
In dieser Ausführungsform weist die Formvorrichtung für das
mehrfachgewickelte Metallrohr 1 beispielsweise mehrstufige Formwalzen 1-1
auf und hat einen Aufbau, daß kontinuierlich ein Bandmaterial 11, das von
einem Abwickler 10 abgewickelt wird, in eine zylindrische Form geformt
wird. Weiterhin ist die Heizvorrichtung 2 als ohmsches
Wärmeerzeugungssystem ausgeführt, das beispielsweise eine Vielzahl von
Paaren von Stromzuführwalzen (rotierende Elektroden) 4 aufweist, die in der
Hauptrichtung mit geeignetem Abstand, wie in Fig. 1 gezeigt, voneinander
getrennt sind. Im Inneren der Heizvorrichtung ist eine nichtoxidative
Atmosphäre oder eine reduktive Gasatmosphäre vorhanden.
Die Druckformwalze 6 hat einen Aufbau vom dreiwalzigen Typ, die drei
Walzen 6-1 als einen Satz aufweist und ist so aufgebaut, daß radial von der
Außenseite her gleichmäßig die äußere kreisförmige Oberfläche des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers 12, der in der Vorrichtung 1
gebildet wurde, gepreßt wird. Der Krümmungsradius der Vertiefung der
Formwalze 6 ist gleich oder geringfügig geringer als der Krümmungsradius des
äußeren Kreisumfangs des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers, d. h.
der abschließenden Walze der Mehrfachwicklungs-Formvorrichtung 1, so daß
eine Druckkraft gleichmäßig auf den mehrfachgewickelten röhrenförmigen
Körpers ausgeübt wird. Weiterhin kann die Druckformwalze 6 als
wassergekühlte Struktur ausgeführt sein, um sie als erste Kühleinrichtung zur
Kühlung des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers so schnell wie
möglich einzusetzen und das im geschmolzenen Zustand vorliegende
Lötmaterial bis annähernd auf den Koagulationspunkt abzuschrecken,
bevorzugt durch die Druckformrolle 6 mit der wassergekühlten Struktur bis
unter den Koagulationspunkt des Lötmaterials.
Weiterhin werden Preßformen 7 anstelle der Druckformwalze 6 verwendet
und, wie in Fig. 3 gezeigt, haben sie ebenso wie die Druckformwalze 6 einen
Aufbau zum gleichmäßigen Pressen auf die äußere kreisförmige Oberfläche des
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers, der durch die Formvorrichtung
1 gebildet wurde, radial von der Außenseite her. Die Preßformen werden
ebenfalls vorzugsweise als wassergekühlte Strukturen gefertigt, indem
Kühlwasserkanäle 7-1 zum Kühlen des mehrfachgewickelten röhrenförmigen
Körpers auf der Innenseite angebracht werden, um zur gleichen Zeit mit dem
Druckschweißen bis auf annähernd den Koagulationspunkt des Lötmaterials
abzuschrecken.
Da das Pressen beginnen muß, während das Lötmaterial zwischen den Wänden
des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers noch im geschmolzenen
Zustand ist, werden die Druckformwalzen 6 oder die Preßformen 7 an eine
Stelle zwischen der Innenseite der Heizvorrichtung 2 und dem Einlaß der
Kühlvorrichtung 3 gebracht.
Die Kühlvorrichtung 3 wird auf der Seite stromabwärts der Druckformwalzen
6 oder der Preßformen 7 angebracht und hat einen Aufbau derart, daß sie eine
Vielzahl von Kühlmedium-Sprühdüsen (nicht gezeigt) hat, um das Lötmaterial
im geschmolzenen Zustand annähernd bis auf den Koagulationspunkt des
Lötmaterials abzuschrecken und den äußeren Kreisumfang des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers gleichmäßig abzukühlen.
Insbesondere weist die verwendete Einrichtung einen Kühlmantel auf, der eine
Vielzahl von Düsenöffnungen, angeordnet auf der inneren Kreisfläche besitzt,
so daß das Kühlmedium, das aus den Düsenöffnungen auf den
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper geblasen wird, den Mantel
passiert. Als Kühlmedium wird üblicherweise ein Gas wie ein Inertgas oder ein
reduzierendes Gas verwendet, aber es kann auch eine Flüssigkeit wie ein
Wärmeübertragungsöl oder Wasser verwendet werden.
Als erste Kühleinrichtung, um das Kühlen so schnell wie möglich nach dem
Druckschweißen auszuführen, kann eine Kühlmedium-Sprühdüse 13 direkt
nach den Formwalzen 6 zusätzlich zu den Druckformwalzen oder Preßformen
vom wassergekühlten Typ angebracht sein, um das Lötmaterial durch Sprühen
des Kühlmittels aus der Düse annährend bis auf den Koagulationspunkt
abzuschrecken.
Wie oben beschrieben, weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise die erste
Kühleinrichtung auf, die die wassergekühlten Formwalzen oder Preßformen
aufweist, oder die Kühlmedium-Sprühdüse, sowie die zweite Kühleinrichtung,
die eine Kühleinrichtung aufweist, die stromab von der Walze angebracht ist,
oder ähnliches. Das Abschrecken bis annähernd auf den Koagulationspunkt des
Lötmaterials und Kühlen des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers
kann aber auch in einer Kühlvorrichtung 3 durchgeführt werden.
In der Vorrichtung zur Herstellung des mehrfachgewickelten Metallrohres wie
oben beschrieben, wird auf ein Bandmaterial (SPCC) 11 zum Beispiel ein
Kupferlötmaterial aufgebracht, zumindest zu einem solchen Anteil, daß sich
eine überlappende Oberfläche beim Umwickeln bildet, vorzugsweise über die
vollständige Fläche einer Oberfläche, die von dem Abwickler 10 abgewickelt
ist. Es wird in der Formvorrichtung für mehrfachgewickelte Rohre 1 zu einem
röhrenförmigen Körper geformt, der zum Beispiel doppelte Wände besitzt und
dann in die Heizvorrichtung 2 überführt.
In der Heizvorrichtung wird elektrischer Strom von einer Gleichstromquelle 5
durch eine Vielzahl von Paaren von elektrischen Stromzuführungswalzen 4 zur
Verfügung gestellt und das Lötmaterial zwischen den Wänden wird durch die
ohmsche Wärmeerzeugung des röhrenförmigen Körpers aufgeschmolzen. Wenn
das Lötmaterial Kupfer ist, so liegt die Temperatur bei 1080 bis
1200°C.
Nach und nach wird das mehrfachgewickelte Rohr gleichmäßig und radial von
der Außenseite her durch Druckformwalzen 6 oder die Preßformen 7 im
geschmolzenen Zustand des Lötmaterials gepreßt und die Wände der
mehrfachgewickelten Röhre werden miteinander in radialer Richtung
druckverschweißt. Während das Lötmaterial zwischen den Wänden jeweils
noch im geschmolzenen Zustand ist, verbreitet es sich durch die
Druckausübung der Druckformwalzen 6 zwischen den Wänden, um Lücken, in
denen Lötmaterial nicht vorhanden ist, zu reduzieren und das Lötmaterial wird
an einer äußeren Nahtstelle herausgequetscht, wobei es diesen Bereich mit dem
Lötmaterial auffüllt, um den Absatz zu vermindern oder zu eliminieren.
Außerdem paßt und haftet, da ein Ende der äußersten Wand (Nahtstelle) des
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers sehr stark durch die
Druckformwalzen 6 oder die Preßformen 7 gepreßt wird, dieses sehr fest an
der inneren Wand, was dem Abschälen der äußeren Nahtstelle vorbeugt.
Weiterhin wird das mehrfachgewickelte Rohr gleichzeitig mit dem
Druckschweißen abgeschreckt, wenn die Druckformwalzen 6 vorzugsweise die
wassergekühlte Struktur besitzen, und das geschmolzene Lötmaterial wird
annäherungsweise bis zum Koagulationspunkt abgeschreckt, bevorzugt unter
den Koagulationspunkt des Lötmaterials. Der Lötdurchhang kann durch eine
derartige erste Abkühlwirkung verhindert werden, wobei der druckgeschweißte
Zustand zwischen den Wänden aufrechterhalten und kristallines Kornwachstum
unterdrückt wird.
Der mehrfachgewickelte, röhrenförmige Körper 12, der von der
Heizvorrichtung 2 geliefert wird, wird einer zweiten Abkühlung durch die
Kühlvorrichtung 3 unterzogen, die stromab der Druckformwalzen 6 oder der
Preßformen 7 angeordnet sind, wobei die äußere kreisförmige Oberfläche des
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers gekühlt wird und das
Lötmaterial zwischen den einzelnen Wänden sorgfältig koaguliert wird, um die
Lötung zu vervollständigen.
Weiterhin ist es bei der Vorrichtung zur Herstellung des mehrfachgewickelten
Metallrohres nicht unbedingt notwendig, daß die Druckschweißeinrichtung wie
die Druckformwalze 6 oder die Preßform 7 direkt nach der letzten
Stromzuführungswalze 4 angeordnet ist, sondern es kann ein ähnlicher Effekt
erhalten werden, wenn die Einrichtung z. B. zwischen die letzte
Stromzuführungswalze 4 und eine andere Stromzuführungswalze 4 vor oder
nach Walze 4 angeordnet wird.
Als Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper 12
kann eine Hochfrequenz-Heizwendel 15 wie in Fig. 5 gezeigt anstelle des
ohmschen Wärmeerzeugungssystems verwendet werden. In diesem Fall kann es
ausreichen, wenn die elektrischen Stromzuführungswalzen nicht notwendig
sind, lediglich die Führungsrollen 16 am Einlaß der Heizvorrichtung
anzubringen. Weiterhin kann als Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten
röhrenförmigen Körper ein üblicher Heizofen, wie er z. B. aus JP-B-2904613
bekannt ist, als Lötofen verwendet werden.
Weiterhin können Einrichtungen zur Stützung der inneren kreisförmigen
Oberfläche des röhrenförmigen Körpers, passend beispielsweise zu den
Druckformwalzen 6 oder den Preßformen 7, sowie Einrichtungen, die z. B.
durch einen Stempel 18, der am oberen Ende eines Stabes 17, wie in Fig. 6
gezeigt, befestigt ist, weiterhin die innere kreisförmige Oberfläche des
röhrenförmigen Körpers stützen, vorgesehen sein. Wenn die Einrichtung zum
Unterstützen der inneren kreisförmigen Oberfläche des röhrenförmigen Körpers
zu Verfügung steht, so wird die Druckkraft durch die Druckformwalzen 6 oder
die Preßformen effektiver auf den röhrenförmigen Körper ausgeübt. Im Falle
der Verwendung des Stempels 18 ist es sinnvoll, Wasser oder ähnliches zur
Kühlung der Innenseite des Stempels hindurchzuleiten.
In der zuvor genannten Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Formen des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers,
Schmelzen des Lötmaterials und Kühlen des Lötmaterials aus dem
Bandmaterial 11 zur Herstellung des mehrfachgewickelten Metallrohres
gezeigt. Sie kann jedoch einen alternativen Aufbau haben, wie z. B. in Fig. 7
gezeigt, wo ein mehrfachgewickelter röhrenförmiger Körper 12 gebildet wird,
dieser dann in eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, der so auf eine
vorbestimmte Länge geschnittene, röhrenförmige Körper durch eine
Lieferwalze 14 zu einer Heizeinrichtung 2 geliefert wird, ein Lötmaterial
geschmolzen wird und dann das geschmolzene Lötmaterial durch eine
Kühleinrichtung 3 gekühlt und koaguliert wird. In dem in Fig. 7 gezeigten
Beispiel kann die Produktivität bemerkenswert erhöht werden, da die
röhrenförmigen Körper, die rasch bei hoher Geschwindigkeit gebildet und
unter Verwendung einer bestehenden Vorrichtung zur Bildung
mehrfachgewickelter, röhrenförmiger Körper in eine vorbestimmte Länge
geschnitten werden, zu mehrfachgewickelten Metallröhren unter Verwendung
einer Vielzahl von Vorrichtungen zur Herstellung von mehrfachgewickelten
Metallröhren gemäß der vorliegenden Erfindung in Massen produziert werden
können.
Im folgenden soll die vorliegende Erfindung mittels einer zweiten
Ausführungsform mit Bezug auf die Fig. 8 bis 12 beschrieben werden.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die einen vollständigen Aufbau einer
Vorrichtung als ein Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 9 ist
eine vergrößerte Ansicht einer Druckschweißeinrichtung in einer oben
beschriebenen Vorrichtung für einen mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körper, wobei Fig. 9(A) einen Stempel zeigt bzw. Fig. 9(B) einen
mechanischen Rohrvergrößerungskopf zeigt. Fig. 10 ist eine schematische
Ansicht, die eine Vorrichtung zeigt, die ein Hochfrequenz-Heizwendel-System
anstelle des ohmschen Wärmeerzeugungssystems als Heizeinrichtung in der
oben beschriebenen Vorrichtung für den mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körper verwendet. Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung
zeigt, die Druckwalzen genau vor der Druckschweißeinrichtung in der oben
beschriebenen Vorrichtung für das mehrfachgewickelte Metallrohr besitzt und
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die eine Einrichtung zeigt, die
Druckrollen direkt nach der Druckschweißeinrichtung für das
mehrfachgewickelte Metallrohr besitzt. In dieser Ausführungsform ist, im
Unterschied zu der ersten Ausführungsform, ein Stempel 19A oder ein
mechanischer Rohrvergrößerungskopf 19B zum Pressen der inneren
kreisförmigen Oberfläche des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers
12 von der Innenseite her als Einrichtung zum Druckschweißen der Wände des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers 12 miteinander in radialer
Richtung angebracht, während das Lötmaterial noch durch Erhitzen bei einer
fließfähigen Temperatur gehalten wird. In Fig. 8 bis Fig. 12 tragen zu denen
der ersten Ausführungsform gleiche Bauteile die gleichen Referenznummern.
In der Formvorrichtung für mehrfachgewickelte Rohre 1 sind
aufeinanderfolgend angebracht: Führungsrollen 1-1 zur Führung eines
Bandmaterials 11, das in einem Formschritt in ein mehrfachgewickeltes Rohr
geformt wird und eine Vielzahl von Paaren von röhrenerzeugenden oder
-formenden Walzen 1-2, sowie Endformgebungswalzen 1-3 zum Formen des
Bandmaterials 11 von der flachen Form nach und nach zum
mehrfachgewickelten Rohr.
Ein Stempel 19A, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist auf einen
Trägerstab 19A-1 montiert, der von den beiden noch offenen Kanten des
Bandmaterials 11 aus in den mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper
oberhalb der Führungswalzen 1-1 eingesetzt wird (siehe Fig. 9A) und eine
Form besitzt, um gleichmäßig radial von der Außenseite her auf die innere
kreisförmige Oberfläche des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers 12,
der in der Formvorrichtung 1 gebildet wurde, zu drücken. Des weiteren kann
der Stempel 19A eine wassergekühlte Struktur als eine erste Kühleinrichtung
zur schnellstmöglichen Kühlung des mehrfachgewickelten röhrenförmigen
Körpers besitzen und der Stempel 19A mit der wassergekühlten Struktur
schreckt das Lötmaterial im geschmolzenen Zustand annäherungsweise bis auf
den Koagulationspunkt ab, vorzugsweise bis unter den Koagulationspunkt des
Lötmaterials.
Weiterhin ist ein mechanischer Rohrvergrößerungskopf 19B am oberen Ende
eines Elektrodenarmes 19B-1 befestigt, der von den beiden noch offenen
Kanten des Bandmaterials 11 aus in den mehrfachgewickelten röhrenförmigen
Körper oberhalb der Führungswalzen 1-1 so wie der Stempel 19A eingesetzt
wird (siehe Fig. 9(B)). Es ist wohlbekannt, daß der Kopf 19B eine solche
Form hat, daß ein Konus, der mit einem Hauptzylinder über eine Zugstange im
Elektrodenarm verbunden ist und axial durch hydraulischen Druck gezogen
wird, eine Tasche durch einen Keileffekt zwischen dem Konus und der Tasche
ausweitet, und daß die Preßform, die auf der Außenseite der Tasche
angebracht ist, den mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper 12 weitet.
Da das Pressen beginnen muß, während das Lötmaterial zwischen den Wänden
des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers noch im geschmolzenen
Zustand ist, wird der Stempel 19A oder der mechanische Rohrvergrößerungs
kopf 19B an einer Stelle zwischen der Innenseite der Heizvorrichtung 3 und
dem Einlaß der Kühlvorrichtung 3 angebracht.
Weiterhin wird als erste Kühleinrichtung, um den mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körper 12 so schnell wie möglich zu kühlen, eine
Kühlmedium-Sprühdüse 13 direkt nach dem Stempel 19A oder dem
mechanischen Rohrvergrößerungskopf 19B zusätzlich zu dem wassergekühlten
Stempel 19A angebracht und das Kühlmedium kann aus der Düse 13 versprüht
werden, um das Lötmaterial annäherungsweise bis zum Koagulationspunkt
abzuschrecken.
Wie oben beschrieben, kann, während die Kühlvorrichtung vorzugsweise eine
erste Kühleinrichtung beinhaltet, die den wassergekühlten Stempel 19A oder
die Düse 13 aufweist, und bei der zweiten Kühleinrichtung die
Kühlvorrichtung stromab des Stempels oder der Kühlmedium-Sprühdüse
angebracht ist, das Abschrecken des Lötmaterials bis annähernd zum
Koagulationspunkt und das Abkühlen des mehrfach gewickelten
röhrenförmigen Körpers auch gleichzeitig in der Abkühlvorrichtung 3, ebenso
wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
In der Heizvorrichtung 2, die dieselbe Funktion und Aufbau wie in der ersten
Ausführungsform besitzt, wird der mehrfachgewickelte, röhrenförmige Körper
12 gleichmäßig radial von der Innenseite her durch den Stempel 19A oder den
mechanischen Rohrvergrößerungskopf 19B gepreßt, während das Lötmaterial
noch im geschmolzenen Zustand ist, und die Wände des mehrfachgewickelten
Rohres werden miteinander in radialer Richtung durch den Druck
druckverschweißt. In diesem Fall, wenn das Lötmaterial noch in
geschmolzenem Zustand ist, verbreitet sich das Lötmaterial durch die
Druckeinwirkung des Stempels 19A oder des mechanischen
Rohrvergrößerungskopfes 19B zwischen den Wänden, um die Lücken, in
denen kein Lötmaterial vorhanden ist, zu verringern und das Lötmaterial wird
aus der äußeren Nahtstelle ausgequetscht, um den Bereich mit Lötmaterial
aufzufüllen, wobei der Absatz reduziert oder eliminiert wird.
Weiterhin wird, wenn der Stempel 19A mit wassergekühlter Struktur
verwendet wird und/oder die Kühlmedium-Sprühdüse 13, das geschmolzene
Lötmaterial annähernd bis zum Koagulationspunkt abgeschreckt, bevorzugt
unter den Koagulationspunkt des Lötmaterials. Einem Lötdurchhang kann
durch eine solche erste Abkühlwirkung vorgebeugt, das Druckschweißen
zwischen den Wänden kann aufrechterhalten und das kristalline Kornwachstum
kann unterdrückt werden.
Der von der Heizvorrichtung 2 gelieferte, mehrfachgewickelte, röhrenförmige
Körper 12 wird zum zweiten Mal durch eine stromab vom Stempel 19A oder
dem mechanischen Rohrvergrößerungskopf 19B angebrachte Kühlvorrichtung
abgekühlt, wobei das Lötmaterial zwischen den Wänden sorgfältig koaguliert
wird, um die Lötung zu vervollständigen.
Auch in dieser Ausführungsform kann anstelle des ohmschen
Wärmeerzeugungssystems als Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körper 12 eine Hochfrequenz-Heizwendel 15 verwendet
werden, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Fall kann es ausreichen,
wenn die Stromzuführungswalzen nicht notwendig sind, lediglich
Führungsrollen 16 am Einlaß und am Auslaß der Heizvorrichtung vorzusehen.
Als weitere Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körper ist beispielsweise ein üblicher Heizofen bekannt, wie er in JP-B-
2904613 verwendet wird, der als Lötofen verwendet werden kann. Weiterhin
ist ein Ende der äußeren Wand (Nahtstelle) des mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körpers, das kräftig durch Druckformwalzen 6 von der
Außenseite her gepreßt wird, gut eingepaßt und haftet fest an der inneren
Wand, wenn die in Fig. 2 gezeigten Druckwälzen 6 kurz vor oder kurz nach
dem Druckformstempel 19A des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers, sowie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, vorgesehen sind, so daß einem
Abschälen der äußeren Nahtstelle vorgebeugt wird. Weiterhin können die
Druckwalzen 6 durch die Preßformen, wie in Fig. 3 gezeigt, ersetzt werden.
Im folgenden soll die vorliegende Erfindung mittels einer dritten
Ausführungsform mit Bezug auf die Fig. 13 bis 17 erklärt werden.
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die einen vollständigen Aufbau einer
Vorrichtung als Beispiel für eine dritte Ausführungsform zeigt. Fig. 14 ist eine
schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel der oben beschriebenen
Vorrichtung für einen druckgeschweißten Bereich eines röhrenförmigen
Körpers zeigt. Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere
Heizeinrichtung in der obengenannten Vorrichtung für den
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper zeigt. Fig. 16 ist eine
schematische Ansicht, die einen Teil eines weiteren Beispiels einer Vorrichtung
dieser Ausführungsform zeigt. Fig. 17 ist eine schematische Ansicht, die einen
Teil noch eines weiteren Beispiels der Vorrichtung dieser Ausführungsform
zeigt. In der dritten Ausführungsform ist eine Überführungsgeschwindigkeits-
Veränderungseinrichtung, die einen oder mehrere Sätze von rohrförmigen
Körperandruckwalzen 6 sowie einen Satz von Förderwalzen 20 aufweist, die in
Nachbarschaft stromab der Druckwalzen angebracht sind, als Einrichtung zum
Druckschweißwalzen des oben genannten, mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körpers 12 in radialer Richtung angebracht, während das
Lötmaterial durch Erhitzen bei einer fließfähigen Temperatur gehalten wird.
Auch in dieser dritten Ausführungsform tragen gleiche Teile wie in den ersten
und zweiten Ausführungsformen jeweils dieselben Referenznummern.
In der dritten Ausführungsform weist die Formvorrichtung für ein
mehrfachgewickeltes Rohr 1 ebenfalls z. B. eine Vielzahl von Stufen von
Formwalzen 1-1 auf und hat einen Aufbau derart, daß das Bandmaterial 1-1,
das von einem Abwickler (nicht gezeigt) abgewickelt wird, kontinuierlich in
eine zylindrische Form, sowie in jeder der vorhergehenden
Ausführungsformen, geformt wird. Weiterhin weist die Heizvorrichtung 2 für
den mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper 12, der mittels der
röhrenförmigen Körperüberführungswalzen 1-4 überführt wird, z. B. ein
ohmsches Wärmeerzeugungssystem auf, das eine Vielzahl von Paaren von
elektrischen Stromzuführungswalzen (rotierende Elektroden) 4 verwendet, die,
gleichmäßig voneinander getrennt, wie in Fig. 13 gezeigt, in der Hauptrichtung
liegen. Die Rohrkörperandruckwalzen 6 und die Förderwalzen 20 sind als
Einrichtung zur Änderung der Überführungsgeschwindigkeit des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers 12 vorgesehen. Von diesen ist
z. B. die Rohrkörperandruckwalze 2 von einer Dreiwalzenstruktur, die einen
Satz von drei Walzen 6-1, wie in Fig. 2 gezeigt, aufweist und einen derartigen
Aufbau hat, daß sie gleichmäßig radial von der Außenseite her die äußere
kreisförmige Oberfläche des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers 12,
der in der Formvorrichtung 1 gebildet wurde, preßt. Der Krümmungsradius
der Vertiefung der Rohrkörperandruckwalze 20 ist gleich oder geringfügig
geringer als der des äußeren Umfangs des mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körpers, d. h., die letzte Walze der Mehrfachwicklungs-
Formvorrichtung 1 übt eine Druckkraft gleichmäßig auf den
mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körper aus. Auf der anderen Seite sind
Förderwalzen 20 stromab direkt neben den Rohrkörperandruckwalzen 6 in
geeignetem Abstand angebracht, so daß eine Zugkraft auf den röhrenförmigen
Körper in Richtung der Röhrenachse zwischen den Förderwalzen 20 und den
Rohrkörperandruckwalzen 5 ausgeübt wird, indem der Durchmesser der
Förderwalze 20 größer als der der Andruckwalze 6 gemacht wird, oder durch
Variation der Rotationsgeschwindigkeit. Die Förderwalze 20 wird
vorzugsweise ebenso wie die Rohrkörperandruckwalze 6 in Dreiwalzenstruktur
ausgeführt. Da die Zugkraft auf den röhrenförmigen Körper in Richtung der
Röhrenachse ausgeübt wird, wird eine durchmesserreduzierende Wirkung auf
den röhrenförmigen Körper erreicht und die Wände werden miteinander im
geschmolzenen Zustand druckverschweißt, auf den das Lötmaterial zur
Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit erhitzt ist.
Da die Wände des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers in radialer
Richtung druckgeschweißt werden müssen, während das Lötmaterial zwischen
den Wänden des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers 12 noch im
geschmolzenen Zustand ist, müssen die Rohrkörperandruckwalzen 6 und die
Förderwalzen 20 an einer Stelle zwischen der Innenseite der Heizvorrichtung 2
und dem Einlaß der Kühlvorrichtung 3 angebracht werden. Sie müssen aber
nicht notwendigerweise direkt nach der letzten Stromzuführungswalze 4, wie in
Fig. 13 gezeigt, angebracht werden, sondern die gleiche Funktion und
Wirkung kann erhalten werden, wenn die Walzen z. B. zwischen der letzten
Stromzuführungswalze 4 und der Stromzuführungswalze 4 der vorhergehenden
Stufe angebracht werden.
Eine Kühlmedium-Sprühdüse 13 kann direkt nach den Förderwalzen 20 als
erste Kühleinrichtung nach dem Druckschweißen des mehrfachgewickelten
röhrenförmigen Körpers in radialer Richtung angebracht werden, um die
Kühlung so schnell wie möglich zu erreichen, und die äußere kreisförmige
Oberfläche des mehrfachgewickelten Rohres kann durch Sprühen des
Kühlmediums aus der Düse abgeschreckt werden, so daß das Lötmaterial im
geschmolzenen Zustand annähernd bis auf den Koagulationspunkt abgeschreckt
wird, vorzugsweise durch die Düse bis unter den Koagulationspunkt des
Lötmaterials.
Auf der anderen Seite wird die Kühlvorrichtung 3 stromab der
Rohrkörperandruckwalzen 6 oder der Förderwalzen 20 angebracht und ist dazu
vorgesehen, das geschmolzene Lötmaterial annähernd bis auf den
Koagulationspunkt des Lötmaterial abzuschrecken. Sie hat einen Aufbau derart,
daß eine Vielzahl von Kühlmedium-Sprühdüsen (nicht gezeigt) angebracht sind,
so daß der äußere Kreisumfang des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers gleichmäßig so wie in jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform
gekühlt werden kann.
Die Kühlvorrichtung 3 umfaßt vorzugsweise eine erste Kühleinrichtung, die
Kühlmedium-Düsen aufweist und eine zweite Kühleinrichtung, bei der die
Kühlvorrichtung stromab von den Rohrkörperandruckwalzen 6 oder den
Förderwalzen 20 angebracht ist, aber das Abschrecken bis annähernd auf den
Koagulationspunkt des Lötmaterials und das Kühlen des mehrfachgewickelten
Rohres kann ebenso in der Kühlvorrichtung 3 durchgeführt werden.
Im geschmolzenen Zustand des Lötmaterials wird eine Zugkraft auf den
röhrenförmigen Körper in Richtung der Röhrenachse zwischen der
Rohrkörperandruckwalze 6 und der Förderwalze 20 ausgeübt. In diesem Fall,
wenn das Lötmaterial zwischen jeder der Walzen noch im geschmolzenen
Zustand ist, verbreitet es sich zwischen den Wänden, verringert die Lücken, in
denen das Lötmaterial nicht vorhanden ist und das Material wird aus der
äußeren Nahtstelle herausgequetscht, um den Bereich mit dem Lötmaterial
aufzufüllen, wobei der Absatz reduziert oder eliminiert wird. Gleichzeitig wird
ein Ende der äußersten Wand (Nahtstelle) des mehrfachgewickelten
rohrförmigen Körpers in die innere Wand eingepaßt und haftet durch das
radiale Druckschweißen fest, wodurch ein Abschälen der äußeren Nahtstelle
verhindert wird.
Weiterhin wird der mehrfachgewickelte röhrenförmige Körper 12 einer ersten
Abkühlung unterzogen, vorzugsweise durch die Kühlmedium-Sprühdüse 13,
die vorzugsweise direkt nach den Förderwalzen 20 angebracht ist, und das im
geschmolzenen Zustand vorliegende Lötmaterial wird annäherungsweise bis
zum Koagulationspunkt abgeschreckt, bevorzugt bis unter den
Koagulationspunkt des Materials. Eine derartige erste Abkühlwirkung kann
Lötdurchhang verhindern, den Druck zwischen den Wänden im verschweißten
Zustand aufrechterhalten und das kristalline Kornwachstum unterdrücken. Auf
der anderen Seite wird der erwärmte röhrenförmige Körper 12, der von der
Heizvorrichtung geliefert wird, einem zweiten Abkühlen durch die
Kühlvorrichtung 3 unterzogen, die stromab der Förderwalzen 20 angebracht
ist, wodurch die äußere kreisförmige Oberfläche des mehrfach gewickelten
röhrenförmigen Körpers gekühlt und das Lötmaterial zwischen den Wänden
sorgfältig koaguliert wird, um die Lötung zu vervollständigen.
Weiterhin ist, als weiteres Beispiel der dritten Ausführungsform, so wie in
Fig. 14 gezeigt, eine Druckeinrichtung, z. B. die gleiche dreiwalzenförmige
Druckwalze 21 wie die Rohrkörperandruckwalze 6 oder die Preßform 7, wie in
Fig. 3 gezeigt, direkt vor oder direkt nach der Rohrkörper-
Überführungsgeschwindigkeits-Veränderungseinrichtung angebracht, die die
Rohrkörperandruckwalzen 6 und die Förderwalzen 20 aufweist, d. h., kurz vor
den röhrenförmigen Walzenandruckwalzen 6 oder kurz nach den Förderwalzen
20. Dies kann weiterhin Lücken, in denen die Lötschicht zwischen den
Wänden nicht vorhanden ist, reduzieren und zusätzlich den Absatz der äußeren
Nahtstelle wirkungsvoller eliminieren.
Weiterhin kann, wenn die wassergekühlte Struktur für die Andruckwalzen 21
oder die Preßform 7 so wie in der ersten Ausführungsform verwendet wird,
die Druckeinrichtung sowohl als erste Kühleinrichtung zum Abschrecken des
Lötmaterials bis annäherungsweise zum Koagulationspunkt oder, vorzugsweise
bis unter den Koagulationspunkt des Lötmaterials verwendet werden.
Weiterhin kann als Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten
röhrenförmigen Körper eine Hochfrequenz-Wendel 15, so wie in Fig. 15
gezeigt, anstelle des ohmschen Wärmeerzeugungssystems verwendet werden.
In diesem Fall kann es ausreichen, wenn keine Stromzuführungswalzen
erforderlich sind, lediglich Führungswalzen 16 am Einlaß der Heizeinrichtung
vorzusehen. Weiterhin kann als Heizeinrichtung für den mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körper ein üblicher Heizofen, so wie er z. B. aus JP-B-
2904613 bekannt ist, ebenso wie in einer der vorangegangenen
Ausführungsformen verwendet werden. Weiterhin kann sie, wie bereits in
Fig. 8 gezeigt, so ausgeführt werden, daß ein mehrfachgewickelter
röhrenförmigen Körper 2 gebildet wird, der Körper auf eine vorbestimmte
Länge zerschnitten wird, der auf vorbestimmte Länge zerschnittene,
röhrenförmige Körper mittels Zulieferwalzen 14 in eine Heizvorrichtung 12
geliefert wird, das Lötmaterial geschmolzen wird, das geschmolzene
Lötmaterial durch die Kühlvorrichtung 3 abgekühlt und koaguliert wird.
Weiterhin zeigt jedes der Beispiele einen Fall der Ausübung von Zugkraft auf
den röhrenförmigen Körper in Richtung der Röhrenachse durch
Rohrkörperandruckwalzen 6 und Förderwalzen 20, nachdem das Lötmaterial
bis auf den fließfähigen Zustand erwärmt wurde und anschließendem
Druckverschweißen der Wände des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers miteinander in radialer Richtung. Alternativ dazu können die
röhrenförmigen Hauptkörperandruckwalzen 6 an einer Stelle vor oder während
der Erwärmung des röhrenförmigen Körpers 12 angebracht sein, und die
Förderwalzen 20 können an einer Stelle angebracht sein, an der das
Lötmaterial auf den fließfähigen Zustand erwärmt wird, oder sie können an
den röhrenförmigen Körper angrenzen. Das heißt, die
Rohrkörperandruckwalzen sind stromauf der Hochfrequenz-Heizwendel 15
angeordnet, während die Förderwalzen 20 stromab der Wendel, so wie in Fig.
16 gezeigt, angeordnet sind. Demzufolge ist das Lötmaterial noch in einem
festen oder aufgeweichten Zustand, wenn es die Rohrkörperandruckwalzen 6
passiert, es wird in den fließfähigen Zustand überführt, nachdem es durch die
Hochfrequenz-Heizwendel 15 hindurchgelangt ist, und dann wird die Zugkraft
durch die Förderwalzen 20 aufgebracht. Weiterhin, im Falle eines Lötofens,
bei Anwendung von Wärme durch Strahlung/Konvektion oder mit einem
ohmschen Wärmeerzeugungskörper, wie in Fig. 17 gezeigt, sind die
Rohrkörperandruckwalzen 6 zwischen dem ohmschen Heizbauteil 22
angeordnet und die Förderwalzen 20 sind stromab des ohmschen Heizkörpers
angeordnet. Der röhrenförmige Körper 12 stößt an die Andruckwalzen 6 in
einem Zustand an, in dem das Lötmaterial erweicht ist, und dann stößt das
Lötmaterial gegen die Förderwalzen 20, in einem Zustand, in dem das
Material weiterhin erwärmt und geschmolzen ist. Es ist wichtig, daß das
Lötmaterial mit den Förderwalzen 20 zumindest dann in Kontakt gebracht
wird, wenn das Material in einem fließfähigen Zustand ist.
Wie aus den Fotografien in den Fig. 18(A) und (B) offensichtlich wird, ist in
dem erfindungsgemäßen, mehrfachgewickelten Rohr, das durch die
Vorrichtung zur Herstellung der mehrfachgewickelten Rohre hergestellt wurde
(besondere Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt), eine dünne Kupferschicht mit
guter Adhäsion enthalten, die keine Lücken hat, in denen die Lötschichten
zwischen den einzelnen Wänden nicht vorhanden ist und die äußere Nahtstelle
ist mit Lötmaterial gefüllt, um ein Rohr von hoher Qualität zu erhalten, bei
dem die vollständige kreisförmige Oberfläche im wesentlichen glatt ausgebildet
ist.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand des Falles erklärt, daß das Löten
ausgeführt wurde, indem die Wände eines röhrenförmigen Körpers miteinander
in radialer Richtung druckgeschweißt wurden, gefolgt durch Abkühlen in einen
Zustand, bei dem das Lötmaterial zwischen den Wänden des
mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers auf eine fließfähige Temperatur
erwärmt wurde. Alternativ dazu kann das Löten auch ausgeführt werden,
indem die Wände miteinander druckverschweißt werden, während das
Lötmaterial zwischen den Wänden des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers auf eine Temperatur erwärmt wird, die geringer ist als die
Fließfähigkeitstemperatur des Lötmaterials und höher als der
Erweichungspunkt des Matrixmaterials für den röhrenförmigen Körper. Dies
kann durch eine Vielzahl von Arten von Druckschweißeinrichtungen erfolgen,
die mit Bezug auf die vorliegende Erfindung beschrieben werden, und
anschließendem Erwärmen des Materials, um das Lötmaterial wiederum zu
verflüssigen.
Ein Beispiel der oben genannten Ausführungsform wird mit Bezugnahme auf
Fig. 19 erklärt.
Eine Formvorrichtung für ein mehrfachgewickeltes Rohr 1 weist z. B. eine
Vielzahl von Schritten von Formwalzen 1-1 und Endformgebungswalzen 1-2
auf. Ein Bandmaterial 11 wird von einem Abwickler 10 abgewickelt und
kontinuierlich in zylindrische Form gebracht. Weiterhin weist eine
Heizvorrichtung 2 ein ohmsches Wärmeerzeugungssystem aus einer Vielzahl
von Paaren von Stromzuführungswalzen (rotierende Elektroden) 4 auf, die z. B.
voneinander jeweils in geeigneter Entfernung in der Hauptrichtung angeordnet
sind und in ein erstes Heizbauteil 2-1 und ein zweites Heizbauteil 2-2 aufgeteilt
sind. Im Inneren der Heizvorrichtung ist eine nicht oxidative Atmosphäre oder
eine Atmosphäre aus einem reduzierenden Gas vorhanden.
Das erste Heizbauteil 2-1, das separat von der Heizvorrichtung abgetrennt ist,
wird dazu verwendet, das Lötmaterial auf eine Temperatur zu erwärmen, die
geringer ist als die für den flüssigen Zustand notwendige und höher als der
Erweichungspunkt des Substratmaterials des röhrenförmigen Körpers, während
das zweite Heizbauteil 2-2 dazu verwendet wird, das Lötmaterial auf den
geschmolzenen Zustand zu erwärmen. Das Heizbauteil 2-1 in der
Heizvorrichtung 2 stellt elektrischen Strom von einer Gleichstromquelle mittels
einer Vielzahl von Paaren von elektrischen Stromzuführungswalzen 4 zu dem
röhrenförmigen Körper zur Verfügung, und das Lötmaterial wird durch
ohmsche Wärmeerzeugung des röhrenförmigen Körpers auf eine Temperatur
erwärmt, die geringer ist als der Fließfähigkeitspunkt des Lötmaterials und
höher als der Erweichungspunkt des Substratmaterials des röhrenförmigen
Körpers. Wenn das Substratmaterial SPCC ist und das Lötmaterial Kupfer, so
ist die Temperatur höher als 800 bis 850°C und niedriger als 1083°C.
Nach und nach wird die mehrfachgewickelte Röhre im wesentlichen
gleichförmig radial von der Außenseite her durch die Druckformwalzen 6 im
geheizten Zustand gepreßt und die Wände des mehrfachgewickelten Rohres
werden miteinander durch Pressen in radialer Richtung miteinander
verschweißt. Wenn das Substratmaterial die Erweichungstemperatur erreicht,
vorzugsweise in diesem Fall eine Rekristallisationstemperatur, werden auch
dann, wenn Lücken, die nicht in fester Adhäsion mit den Röhrenwänden sind,
zwischen den Wänden des röhrenförmigen Körpers während der Bildung des
röhrenförmigen Körpers bei einer normalen Temperatur aufgrund von Abrieb
des Formwerkzeuges, das in die Formvorrichtung 1 integriert ist, durch
unvollständige Einstellung der Formvorrichtung, Streuung der mechanischen
Eigenschaften oder der Größe jeder der Bereiche des langen, aufgewickelten
Bandmaterials 11 und Kaltverfestigung des Substratmaterials während des
Formschrittes gebildet werden sollten, die Wände des mehrfach gewickelten
röhrenförmigen Körpers 12 miteinander durch das Erweichen des
Substratmaterials druckgeschweißt, um die Lücken durch die feste Adhäsion
der Lötmaterialschicht zwischen den Wänden zu eliminieren.
Anschließend wird das Lötmaterial in den geschmolzenen Zustand gebracht, es
verbreitet sich zwischen den Wänden des mehrfachgewickelten röhrenförmigen
Körpers und wird in einem Zustand verlötet, in dem die innere Wand besser
eingepaßt ist und fest durch das zweite Heizbauteil 2-2 anhaftet, das eine
ähnliche Heizvorrichtung besitzt, wie das erste Heizbauteil 2-1 und so gelötet,
daß Lücken, in denen keine Lötschicht zwischen den Wänden vorhanden ist,
eliminiert werden, um einem Abschälen an einem Ende der inneren oder
äußeren Wände (Nahtstellen) des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers vorzubeugen.
Als weitere Druckschweißeinrichtung, Heizvorrichtung und Kühlvorrichtung,
die gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden können, können die in
jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen angewendeten benutzt werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die
folgenden vorteilhaften Effekte bewirkt.
- 1. Da ein mehrfachgewickeltes Metallrohr, bei dem die äußere Nahtstelle mit dem Lötmaterial gefüllt ist, um die Lücke zu füllen und die äußere kreisförmige Oberfläche im wesentlichen glatt geformt ist, erhalten werden kann, werden, wenn ein Harzrohr oder ein O-Ring außen über das mehrfachgewickelte Metallrohr angebracht werden, keine Lücken zwischen der inneren kreisförmigen Oberfläche eines solchen Teils und dem Rohr gebildet, so daß man ein mehrfachgewickeltes Metallrohr mit hoher Dichtungsleistung erhält.
- 2. Da die Wände miteinander im geschmolzenen Zustand des Lötmaterials druckgeschweißt werden, ist es möglich, ein mehrfachgewickeltes Metallrohr mit zufriedenstellender Adhäsion mit weniger Lücken zwischen den Wänden, in denen das Lötmaterial nicht vorhanden ist, zu erhalten.
- 3. Auch wenn Lücken zwischen den Wänden der mehrfachgewickelten Lagen aufgrund von Abrieb des Formwerkzeugs und aufgrund von Streuung der mechanischen Eigenschaften und der Abmessungen der jeweiligen Teile des Bandmaterials beim Mehrfachwindungsbildungsschritt entstehen sollten, so wird doch ein Abschälen zwischen der inneren und der äußeren Nahtstelle verhindert.
- 4. Da das erste Abkühlen des mehrfachgewickelten röhrenförmigen Körpers gleichzeitig oder so schnell wie möglich nach dem radialen Druckschweißen ausgeführt wird, wird Lötdurchhängen vorgebeugt, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, was eine anschließende Plattierungsbehandlung oder ähnliches erleichtert und ermöglicht, den druckgeschweißten Zustand zwischen den Wänden aufrechtzuerhalten und kristallines Kornwachstum zu unterdrücken.
- 5. Da die Wände miteinander nach oder während der Entlastung von Restspannungen durch Erwärmung im Substratmaterial aufgrund des Formens druckgeschweißt werden, ist es nicht mehr notwendig, Material auszuwählen, bei dem Streuung oder ähnliches für die mechanischen Eigenschaften wie Zurückfedern und die Abmessungen des jeweiligen Bauteils des Bandmaterials in Betracht gezogen werden müssen, so daß der Bereich zur Auswahl der Materialien ausgeweitet werden kann.
- 6. Da die Wände des mehrfachgewickelten Metallrohres miteinander in einem Zustand verlötet werden, wenn sie miteinander in radialer Richtung druckverschweißt werden, kann die Dicke der Lötmateriallage reduziert werden und demzufolge ist es möglich, die Brüchigkeit, die mit der Erhöhung der Lötmateriallage einhergeht und die Menge des verwendeten Lötmaterials zu reduzieren.
Claims (15)
1. Mehrfachgewickeltes Metallrohr, bei dem die äußere Nahtstelle mit
einem Lötmaterial gefüllt ist, so daß die vollständige äußere
kreisförmige Oberfläche glatt ausgebildet ist, sowie die Wände
vollständig ohne restliche Lücken durch Lötmaterial aneinanderhaften.
2. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
durch Druckschweißen der Wände des mehrfachgewickelten
röhrenförmigen Körpers miteinander in radialer Richtung, während
mindestens die äußere Kreisfläche eines Lötmaterials zwischen den
Wänden des röhrenförmigen Körpers, der in eine vielfach gewickelte
Form gebracht ist, sich durch Erwärmen in fließfähiger Temperatur
befindet, sowie anschließendes Abkühlen.
3. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres nach
Anspruch 2, wobei das Verfahren mindestens einen der folgenden
Schritte verwendet: Pressen der äußeren kreisförmigen Oberfläche des
röhrenförmigen Körpers, im wesentlichen gleichmäßig und radial von
der Außenseite her, um die Wände des vielfach gewickelten
röhrenförmigen Körpers miteinander in radialer Richtung
druckzuverschweißen, einen Schritt zum Pressen der inneren
kreisförmigen Oberfläche des röhrenförmigen Körpers, im wesentlichen
gleichmäßig und radial von der Innenseite her, oder einen Schritt zur
Ausübung einer Zugspannung auf den röhrenförmigen Körper in
Richtung der Röhrenachse.
4. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres nach
Anspruch 3, wobei das erste Abkühlen gleichzeitig oder so schnell wie
möglich nach dem radialen Druckschweißen ausgeführt wird und das
zweite Abkühlen anschließend durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres nach
Anspruch 3, wobei das im fließfähigen Zustand vorliegende Lötmaterial
annäherungsweise bis auf den Koagulationspunkt des Lötmaterials
abgeschreckt wird, indem das erste Abkühlen gleichzeitig mit oder so
schnell wie möglich nach dem radialen Druckschweißen ausgeführt
wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres nach
Anspruch 3, wobei das Erwärmen durch einen Lötofen, eine ohmsche
Heizvorrichtung oder eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung erfolgt.
7. Verfahren zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres nach
Anspruch 6, wobei eine Gleichstromquelle für die ohmsche
Heizvorrichtung verwendet wird.
8. Vorrichtung zur Herstellung einer mehrfachgewickelten
Metallrohrleitung, die eine Formvorrichtung zum Formen eines
Bandmaterials zu einem mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körper
aufweist, eine Heizungsvorrichtung zum Schmelzen eines Lötmaterials
zwischen den Wänden des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen
Körpers und eine Abkühlvorrichtung zum Koagulieren des
geschmolzenen Lötmaterials und Kühlen des röhrenförmigen Körpers,
wobei mindestens eine Einrichtung zum Druckschweißen der Wände
des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers in radialer Richtung,
so daß das Lötmaterial zum Fließen veranlaßt wird, zwischen der
Innenseite der Heizvorrichtung und dem Einlaß der Abkühlvorrichtung
angebracht ist.
9. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 8, wobei die Druckschweißeinrichtung mindestens eine
Einrichtung zum im wesentlichen gleichmäßigen Pressen der äußeren
kreisförmigen Oberfläche des röhrenförmigen Körpers in radialer
Richtung von der Außenseite her aufweist, eine Einrichtung zum im
wesentlichen gleichmäßigen Pressen der inneren kreisförmigen
Oberfläche des röhrenförmigen Körpers von der Innenseite her oder
eine Überführungsgeschwindigkeits-Änderungseinrichtung, um eine
Zugkraft auf den röhrenförmigen Körper in Richtung der Röhrenachse
auszuüben.
10. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 9, wobei die Druckschweißeinrichtung von der
Außenseite her einen oder mehrere Sätze Andruckwalzen oder eine oder
mehrere Preßformen aufweist.
11. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 9, wobei die Druckschweißeinrichtung von der
Innenseite her einen Stempel oder einen mechanischen
Rohrvergrößerungskopf aufweist, darin eingebaut, um den Durchmesser
des mehrfachgewickelten, röhrenförmigen Körpers zu vergrößern.
12. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 9, wobei eine Einrichtung zur Ausübung der Zugkraft in
Richtung der röhrenförmigen Achse einen oder mehrere Sätze von
Rohrkörperandruckwalzen aufweist, sowie einen Satz von Förderwalzen
in Nachbarschaft stromab der genannten Andruckwalzen und eine
Überführungsgeschwindigkeits-Änderungseinrichtung, die den
Durchmesser der genannten Förderwalzen größer als den Durchmesser
der genannten Andruckwalzen macht oder die Rotationsgeschwindigkeit
erhöht.
13. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 8, wobei die Kühlvorrichtung eine erste Kühleinrichtung
zum Abschrecken des Lötmaterials annäherungsweise bis zum
Koagulationspunkt desselben aufweist und eine zweite Kühleinrichtung
zum Abkühlen des röhrenförmigen Körpers annäherungsweise bis auf
Raumtemperatur, wobei die genannte erste Kühleinrichtung mindestens
eine Kühlmedium-Sprühdüse aufweist, die so angebracht ist, daß die
äußere kreisförmige Oberfläche des mehrfachgewickelten,
röhrenförmigen Körpers gekühlt wird.
14. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Satz Andruckwalzen eine
Dreiwalzenstruktur hat.
15. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfachgewickelten Metallrohres
nach Anspruch 14, wobei der Krümmungsradius der Vertiefung der
Andruckwalze gleich oder geringfügig geringer als der
Krümmungsradius des äußeren Durchmessers des mehrfachgewickelten
röhrenförmigen Körpers ist.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011120890A1 (de) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Benteler Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Metallrohres und danach hergestelltes mehrschichtiges Metallrohr |
DE10222736B4 (de) * | 2001-05-25 | 2014-03-20 | Boa Balg- Und Kompensatoren-Technologie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dünnwandigen Rohrleitungselements |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4489331B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2010-06-23 | 臼井国際産業株式会社 | オイルスルータイププッシュロッド |
AU2003284915A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-05-13 | Cooper Technology Services, Llc. | Double wall nickel or nickel alloy coated stainless steel tubing |
CN1311925C (zh) * | 2003-12-22 | 2007-04-25 | 吉欣(英德)热轧不锈复合钢有限公司 | 钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法 |
EP2446975B1 (de) * | 2010-10-29 | 2013-07-17 | Sjm Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schlauchvorrichtung für ein Abgassystem eines Kraftfahrzeugs |
JPWO2017022663A1 (ja) | 2015-08-06 | 2018-06-21 | 三桜工業株式会社 | 多重巻管、多重巻管の製造方法及び多重巻管の製造装置 |
JP7197319B2 (ja) * | 2018-02-22 | 2022-12-27 | 高砂熱学工業株式会社 | 音声案内装置、案内装置、方法、プログラム及びろう付け接合配管の製造方法 |
JP6913657B2 (ja) * | 2018-07-26 | 2021-08-04 | 三桜工業株式会社 | 多重巻管の成形装置及び多重巻管の成形方法 |
KR102241977B1 (ko) * | 2020-08-10 | 2021-04-19 | (주)에이텍 | 밴딩 치수와 동심도 치수 정밀성이 확보되는 그리드 커플링 제조장치 |
KR102621572B1 (ko) | 2021-10-15 | 2024-01-08 | (주)아성교역 | 화재 감시 시스템 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB671720A (de) * | 1900-01-01 | |||
GB299883A (en) * | 1927-11-04 | 1929-04-18 | Harry Warren Bundy | Tubing |
GB369982A (en) * | 1930-10-31 | 1932-03-31 | Bundy Tubing Co | Improvements in or relating to metal tubing and the manufacture of the same |
US2380107A (en) | 1941-05-02 | 1945-07-10 | Bundy Tubing Co | Tubing |
DE813839C (de) | 1941-10-31 | 1951-09-17 | Bundy Tubing Co | Verfahren zum Verbinden zweier Metallgenstaende |
US2373116A (en) | 1941-10-31 | 1945-04-10 | Bundy Tubing Co | Method of uniting metals |
GB653668A (en) * | 1948-06-10 | 1951-05-23 | Armco Int Corp | Method of making metal tubing |
US2746141A (en) | 1950-11-27 | 1956-05-22 | Bundy Tubing Co | Method of welding a tube |
GB802997A (en) * | 1956-05-21 | 1958-10-15 | Bundy Tubing Co | Improvements in or relating to the manufacture of tubing |
GB1233474A (de) * | 1968-05-20 | 1971-05-26 | ||
DE2828960C2 (de) * | 1978-06-28 | 1982-09-16 | Mecano-Bundy Gmbh, 6900 Heidelberg | Verfahren und Anlage zum Herstellen von Mehrlagenrohren |
JPS62104621A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 複重管製造方法 |
DE4010178C1 (de) * | 1990-03-30 | 1991-06-13 | Bundy Gmbh, 6900 Heidelberg, De | |
DE4106178C1 (de) * | 1991-02-27 | 1992-06-17 | Erhard Dipl.-Ing. 5608 Radevormwald De Hentzschel | |
BE1005554A3 (fr) * | 1991-12-10 | 1993-10-26 | Bundy Internat Ltd | Procede de fabrication d'un tube a paroi multiple. |
DE4221167C2 (de) * | 1992-06-27 | 1997-08-14 | Hille & Mueller | Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres aus Metall |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP7050507A patent/JPH08215743A/ja active Pending
-
1996
- 1996-02-12 US US08/601,432 patent/US6240972B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-13 CA CA002169391A patent/CA2169391C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-02-15 CN CNB961043431A patent/CN1174819C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10222736B4 (de) * | 2001-05-25 | 2014-03-20 | Boa Balg- Und Kompensatoren-Technologie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dünnwandigen Rohrleitungselements |
DE102011120890A1 (de) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Benteler Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Metallrohres und danach hergestelltes mehrschichtiges Metallrohr |
DE102011120890B4 (de) * | 2011-12-09 | 2015-06-18 | Benteler Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Metallrohres und danach hergestelltes mehrschichtiges Metallrohr |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2169391C (en) | 2000-11-21 |
CA2169391A1 (en) | 1996-08-16 |
GB2297935A (en) | 1996-08-21 |
AU686925B2 (en) | 1998-02-12 |
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GB2297935B (en) | 1998-10-14 |
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AU4553496A (en) | 1996-10-24 |
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