DE3231318C2 - Innenrippenrohr für druckgas - oder druckölbeheizte Heizkessel - Google Patents

Abstract

Das Innenrippenrohr besteht aus einteiligen, in der Längsrichtung mehrfach berippten und an den Längsseiten miteinander verschweißten Mantelstreifen (1), wobei jeder Mantelsteifen (1) an jeder Längsseite einen Seitenschenkel (3) mit einer etwa der halben Rippenteilung entsprechenden Breite aufweist. Jeder Seitenschenkel (3) wird mit seiner freien Längsseite über einen gegenseitigen Abstand mit der freien Längsseite des benachbarten Seitenschenkels (3) eines in einer Vorrichtung folgenden lotrecht eingestellten Mantelstreifens (1) zusammengeschweißt. Jeder gegenseitige Abstand zwischen zwei Seitenschenkeln (3) ist als V- bzw. X-förmige Schweißnut (4) ausgebildet, die auf der Rohrinnenseite des Innenrippenrohres durch einen Profilstab (5) abgedeckt wird. Durch Zusammenschweißen zweier einander benachbarter Seitenschenkel (3) wird gleichzeitig der zugeordnete Profilstab (5) mit beiden Seitenschenkeln (3) zweier in der Vorrichtung aufeinanderfolgenden Mantelstreifen (1) dicht verschweißt.

Description

30

Die Erfindung bezieht sich auf ein Innenrippenrohr für druckgas- oder druckölbeheizte Heizkessel, bestehend aus einteiligen, in der Längsrichtung mehrfach berippten und an den Längsseiten miteinander verschweißten Mantelstreifen mit einer dem Innenrippenrohr entsprechenden Länge, wobei jeder Mantelstreifen an jeder Längsseite einen Seitenschenkel mit einer annähernd der halben Rippenteilung entsprechenden Breite aufweist und jeder Seitenschenkel mit seiner freien Längsseite über einen gegenseitigen Abstand mit der freien Längsseite des benachbarten Seitenschenkels eines in einer Vorrichtung folgenden Mantelstreifens zusammen schweißbar ist.

Innenrippenrohre dieser Art sind marktüblich. Die hierzu notwendigen berippten Mantelstreifen werden als Strangpreßprofile vom Preßwerk in Stäben geliefert. Die Mantelstreifen sind jedoch im Querschnitt gegenüber jedem zum Innenrippenrohr bereits gebrauchsfertig gebogenen Mantelstreifen in entgegengesetzter Richtung kreissegmentförmig durchgewölbt, so daß mithin bei einem solchen Strang die Rippen auf der konvexen Seite des kreissegmentförmigen Querschnittes radial nach außen verlaufen.

Allerdings werden auch Mantelstreifen hergestellt, bei denen die unberippte Seite eine gerade Ebene bildet. Dieses ist aber nur möglich, wenn die Rippenteilung derartiger Mantelstreifen die des der Erfindung zugrunde liegenden Innenrippenrohres bedeutend überschreitet.

Um eine möglichst wirtschaftliche Herstellung der jeweils einen Strang bildenden Mantelstreifenprofile im Preßwerk zu gewährleisten, müssen in bezug auf die den Umfang eines Innenrippenrohres bestimmende Länge der Mantelstreifenquerschnitte sowohl Minus- als auch Plustoleranzen berücksichtigt werden. Bei neuwertiger Profilform der Strangpresse müssen deshalb in einem vertretbaren Maß Minustoleranzen und nach einer gewissen Gebrauchsdauer der Profilform infolge der dadurch bedingten Abnutzung in einem noch vertretbaren Umfang Plustoleranzen zugelassen werden. Erst wenn diese vorbestimmten Plustoleranzen überschritten werden, wird die Profilform der Strangpresse erneuert.

Zur Weiterverarbeitung werden dann die für ein gewünschtes Innenrippenrohr notwendigen berippten Mantelstreifen vom gelieferten Strang abgelängt, wobei die Länge der abgeschnittenen Mantelstreifen nach Maßgabe der hierbei zugelassener Plus-Minustoleranzen der Länge dieses Innenrippenrohres entspricht. Alsdann wird jeder Mantelstreifen quer zu seiner Längsrichtung zu einem Kreissegment mit dem gewünschten Außendurchmesser des Innenrippenrohres durchgebogen, wobei nunmehr die einander benachbarten Rippen zueinander konvergieren. Dieses Durchbiegen der jeweils in einer kreissegmentartig ausgewölbten Unterlage eingelegten Mantelstreifen kann mittels eines zwischen die Rippen eingreifenden Balkens einer Presse oder durch profilierte Rollen erfolgen. Es ist auch möglich, ganze Stäbe bzw. Stränge durch einen derartigen Rollvorgang quer zu ihrer Längsvorrichtung entsprechend den gewünschten Außendurchmesser des Innenrippenrohres durchzubiegen und dann die Segmentstükke von dem entsprechenden Strang (auf die Länge des betreffenden Innenrippenrohres) abzulängen.

Bevor jedoch die in dieser Weise vorbereiteten Mantelstreifen ?.u einem Innenrippenrohr zusammengeschweißt werden können, müssen die Segmentstücke nach Plus- und Minustoleranzen in der Querrichtung sortiert und in einer Vorrichtung derart lotrecht zu dem gewünschten Innenrippenrohr zusammengestellt werden, daß unter Einhaltung des gewünschten Außendurchmessers sich die Minus- und Plustoleranzen möglichst ausgleichen, damit die beiderseits der Mantelstreifen verlaufenden Schweißspalte praktisch gleich groß bzw. nicht zu breit sind, wobei es sich nicht vermeiden läßt, daß trotzdem anfänglich noch etwas Schweißgut durch die Schweißspalte hindurchfällt

Anschließend werden die zu einem Innenrippenrohr zusammengestellten Mantelstreifen an verschiedenen Stellen der Längsseiten der Seitenschenkel durch Heftschweißen miteinander verbunden und dann auf der Rohrinnenseite und auch auf der Rohraußenseite verschweißt. Trotz sorgfältiger Auswahl der Mantelstreifen ergeben sich je Innenrippenrohr verschieden breite Schweißspalte, so daß aus diesem Grunde die Innen- und auch die Außenschweißnähte praktisch nur von Hand und nicht mit einer Schweißvorrichtung automatisch ausgeführt werden können. Sind die Schweißspalte relativ breit ausgefallen, so besteht die Gefahr, daß die Schweißnaht durchbricht bzw. das Schweißgut zunächst durch den jeweiligen Schweißspalt hindurch fällt.

Außerdem hat sich die Notwendigkeit herausgestellt, daß jeder Schweißspalt auch von der Innenseite des Innenrippenrohres verschweißt werden muß, damit durch die wechselnde Wärmebelastung in der Schweißnaht keine Haarrisse auftreten können.

Die breiten Schweißspalle wirken sich auch auf das fertige Innenrippenrohr nachteilig aus. Durch die größere Schweißmaterialzuführung und durch die damit verbundene stärkere Erwärmung zieht sich das Innenrippenrohr beim Erkalten so stark zusammen, daß der Außendurchmesser zu klein wird, wodurch Schwierigkeiten beim Einschweißen des Innenrippenrohres in das den Wassermantel umgrenzende Gehäuse für den Heizkessel auftreten. Auch der Innendurchmesser des Innenrippenrohres, in dem die den Brennraum am äußeren und die Heizgaskanäle des Innenrippenrohres am inne-

ren Umfang abgrenzende Brennkammer angeordnet ist, wird dabei zwangsläufig kleiner. Die Brennkammer muß also — infolge der Austauschbarkeit — diesem kleinstmöglichen Durchmesser entsprechend ausgebildet werden. In einem Innenrippenrohr mil Plustoleranz liegt die Brennkammer deshalb an den freien Schmalflächen der im jeweiligen Heizkessel oberen Rippen nicht an und ein Teil der Rauchgase strömt, ohne die Rippen zu berühren und an diese die Wärme abzugeben über den Rauchabzug zum Schornstein. Die Folge daven ist eine erheblich verminderte Wärmeausnutzung und damit eine höhere Abgastemperatur.

Das bekannte Innenrippenrohr erfordert somit für seine Herstellung umfangreiche Vorbereitungsarbeiten und insbesondere auch verhältnismäßig umständliche und damit teuere Schweißarbeiten, so daß insgesamt gesehen dadurch auch die Gestehungskosten für den Heizkessel außerordentlich ungünstig beeinflußt werden.

Durch die DE-PS 29 20 057 ist auch schon bekannt geworden, das bekannte Innenrippenrohr aus berippten Mantelsireifen so weiterzubilden, daß das Zusammenschweißen nur noch einseitig an der glatten bzw. unberippten Rohrseite notwendig ist Hierzu wird an jedem Mantelstreifen mindestens der eine Seitenschenkel um die Materialdicke des anderen Seitenschenkels parallel zu sich selbst versetzt an der benachbarten Rippe angeformt

Zum Zusammenschweißen der in die entsprechende Vorrichtung eingestellten Mantelstreifen überlappt jeder versetzt angeordnete Seitenschenkel den unvers^tzten Seitenschenkel des jeweils benachbarten Manteistreifens zumindest teilweise. Hierbei entsteht an jeder Überlappungsstelle eine etwa v-förmige, nach außen offene Schweißnut, welche insbesondere bei Plustoleranzen der Querschnittslängen der Mantelstreifen teilweise mehr oder weniger vom unversetzten Seitenschenkel des benachbarten Seitenschenkels überragt wird. Beim Schweißvorgang wird die betreffende Schweißnut durch Schweißgut ausgefüllt und dabei der jeweils über die Schweißnut ragende Teil des unversetzten Seitenschenkels eines benachbarten Mantelstreifens abgebrannt und mit der Schweißgutmasse verschweißt. Auf diese Weise wird die jeweilige Schweißnut zwischen zwei einander benachbarten Mantelstreifen in einem Arbeitsgang einseitig von der glatten Rohrseite aus dicht zugeschweißt.

Es hat sich hierbei herausgestellt, daß insbesondere bei Plustoleranzen der Mantelstreifenquerschnittslängen, die außerhalb der Schweißnut dicht über- bzw. aufeinanderliegenden Flächen der Seitenschenkel vom Schweißvorgang nicht erfaßt weiden, damit unverschweißt bleiben und daher einen zum Brennraum offenen Spalt bilden. In einem solchen Spalt könnte daher im Laufe der Zeit Korrosion entstehen und dadurch die Lebensdauer eines solchen Innenrippenrohres ungünstig beeinflussen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist auch schon die Breite der Mantelstreifen zwischen zwei Schleifscheiben kalibriert worden. Dieses gewährleistet zwar eine einwandfreie einseitige Schweißung, erfordert jedoch einen weiteren Arbeitsgang, der nicht unerhebliche zusätzliche Unkosten verursacht.

Abgesehen hiervon erfordert auch das Einsortieren der seillich nicht kalibrierten Mantelstreifen in die zum Zusammenschweißen dienende Vorrichtung derart, daß die Plus- und Minustoleianzcn der Querschnittslängen benachbarter Manieistreifen eines Innenrippenrohres möglichst ausgeglichen werden, einen verhältnismäßig großen Zeitaufwand. Außerdem versteift der versetzte Seitenschenkel den betreffenden Längsseitenbereich eines Mantelstreifens erheblich, so daß letztere in diesen Längsseitenbereich der Umfangsrundung des Rippenrohres nur sehr schwer angepaßt werden können. Somit kann daher auch das Innen· ippenrohr nach der DE-PS 29 20 057 noch in keiner Weise befriedigen.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, das ίο bekannte Innenrippenrohr aus berippten Mantelstreifen für druckgas- und druckölbeheizte Heizkessel mit den weiteren Merkmalen der eingangs erläuterten Gattung so weiterzubilden, daß bei an sich bekannter symmetrischer Ausbildung der Mantelstreifen unter Vermeidung eines Toleranzausgleiches beim Einsortieren in die Vorrichtung das einseitige einwandfreie Zusammenschweißen der Mantelstreifen von der Außenseite des Innenrippenrohres ohne Schweißgutverlust durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Seitenschenkel auf der Rippenseite der Mantelstreifen beim Zusammenschweißen durch einen Profilstab abgedeckt und dieser gleichzeitig mit den freien Längsseiten der Seitenschenkel spaltenfrei verschweifcbar ist unter Bildung kleiner längslaufender schweißraupenähnlicher Durchschweißungen beiderseits jedes Profilstabs.

Durch diese Maßnahmen können aber nicht nur die berippten Mantelstreifen unabhängig von ihren ToIeranzmaßen lotrecht in die Vorrichtung zum Zusammenschweißen eingestellt werden, sondern die mehr oder weniger gleichmäßige Breite des Spaltes zwischen je zwei in der Vorrichtung aufeinanderfolgender benachbarter Mantelstreifen ist praktisch bedeutungslos, da durch die Abdeckung auf den Rippenseite der Mantelstreifen des Spaltes bzw. des gegenseitigen Abstandes zweier benachbarter Mantelstreifen durch einen Profilstab kein Schweißgut durch die Abstände hindurchfallen kann. Darüber hinaus wird durch die Profilstäbe die wärmeabgebende Fläche noch vergrößert, zumal wenn jeder Profilstab entsprechend flächenmäßig profiliert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematisener Darstellung jeweils in Stirnansicht mehrere zusammengeschweißte Mantelstreifen eines teilweise dargestellten Innenrippenrohres.

Grundsätzlich wird jedes Innenrippenrohr von einer Anzahl mehrfach berippter Mantelstreifen 1 gebildet so Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel hat jeder Muntelstreifen 1 fünf Rippen 2, die als Innenrippen auf c'er konkaven Seite des gebrauchsfertigen Mantelstreifens radial angeformt sind. Außerdem ist an jeder Längsseite eines Mantelstreifens einander symmetrisch ein Seitenschenkel 3 angeformt, dessen freie Längsseite nach außen abgeschrägt ist und mit der abgeschrägten Längsseite des benachbarten Seitenschenkels eines am Umfang folgenden Mantelstreifens eine v-förmige bzw. xförmige Schweißnut bildet. Beide Seitenschenkel 3 bilden die Fortsetzung des Mantelstreifens quer zu dessen Längsrichtung und haben mit diesem die auch unverrippte Seite gemeinsam. Im übrigen kann die Anzahl der Rippen jedes Mantelstreifens aber auch mehr oder weniger als 5 Rippen betragen.

Die im Strangpreßverfahren hergestellten Mantelstreifen werden vom Preßwerk strangweise bzw. in Stangen geliefert. Bei der engen Rippenteilung von annähernd 20 Millimeter und einer Rippenhöhe von annä-

hemd 30 Millimeter müssen die Rippen 3 beim heutigen Fertigungsverfahren zunächst nach außen divergieren. Demgemäß wird auch jeder eine Anzahl berippte Mantelstreifen 2 bildende Strang entgegen der Herstellungsform zur Weiterverwendung quer zu seiner Längsrich- tung konvex durchgewölbt, so daß sich die Rippen auf der konvexen Seite des Stranges befinden und auf dieser senkrecht stehen bzw. im fertigen Innenrippenrohr radial verlaufen.

Es ist auch möglich, die Mantelstreifen bei einer größeren Teilung als 20 Millimeter mit gerade gestrecktem Querschnitt entsprechend im Strangpreßverfahren herzustellen. In beiden Ausführungsformen gelangen die aus einer Anzahl berippter Mantelstreifen bestehenden Stränge an den Hersteller von druckgas- bzw. druckö!- is beheizten Heizkesseln.

Wie bereits beschrieben, werden die Mantelstreifen durch Biegen bzw. Durchwölben quer zu ihrer Längsrichtung in einem dem Außendurchmesser des zu fertigenden Innenrippenrohres entsprechenden Zustand gebracht und als dann in eine Vorrichtung lotrecht zu einem Innenrippenrohr derart zusammengestellt, daß zwischen den einander benachbarten Seitenschenkeln längslaufende auch zum Innern des Rippenrohres offene Schweißnuten 4 entstehen. Weiterhin wird im Rohrinnern auf der Mündung jeder Schweißnut 4 ein Profilstab 5 aufgelegt Beim Zuschweißen der Schweißnuten 4 und zwar einseitig von außen wird der zugeordnete Profilstab 5 mitverschweißt und zwar so, daß zur einwandfreien Verschweißung beiderseits jedes Profilstabes 5 auf der Innenseite des Mantelstreifens 1 kleine längslaufende schweißraupenähn liehe Durchschweißungen 6 entstehen, welche die Gewähr bieten, daß der jeweilige Profilstab spaltenfrei mit den beiden jeweils benachbarten Mantelstreifen 1 zuverlässig verschweißt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40

45

50

60

65

Claims (1)

10

15

Patentanspruch:

Innenrippenrohr für druckgas- oder druckölbeheizte Heizkessel, bestehend aus einteiligen, in der Längsrichtung mehrfach berippten und an den Längsseiten miteinander verschweißten Mantelstreifen mit einer dem Innenrippenrohr entsprechenden Länge, wobei jeder Mantelstreifen an jeder Längsseite einen Seitenschenkel mit einer dem Mantelstreifen entsprechenden Dicke und einer annähernd der halben Rippenteilung entsprechenden Breite aufweist, und daß jeder Seitenschenkel mit seiner freien Längsseite über einen gegenseitigen Abstand mit der freien Längsseite des benachbarten Seitenschenkels eines in einer Vorrichtung folgenden Mantdstreifens zusammenschweißbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Seitenschenkel (3) auf der Rippenseite der Mantelstreifen (1) beim Zusammenschweißen durch einen Profilstab (5) abgedeckt und dieser gleichzeitig mit den Seitenschenkeln (3) spaltenfrei verschweißbar ist unter Bildung kleiner längslaufender schweißraupenähnlicher Durchschweißungen (6) beiderseits jedes Profilstabs (5).