DE3721257C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
rundgebogener Teile für Wärmeaustauscher der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art.
Es ist bekannt, Rundwärmeaustauscher aus rundgebogenen Einzelflachrohren
zu bilden (GB 528 297), die jeweils aus Einzelblechen
zusammengesetzt werden, welche zuvor durch Umformung
auf die benötigte Rundform gebracht wurden. Jedes Einzelflachrohr
besteht aus zwei beidseitigen Ringscheiben sowie einem
schmalen Innenring und einem schmalen Außenring, die zusammen
einen ringförmigen Hohlkörper bilden. Für die Herstellung
der beidseitigen Ringscheiben wird ein flacher Metallstreifen
innerhalb seiner Ebene hochkant einer Schraubenlinie folgend
gebogen, so daß daraus die einzelnen Ringscheiben gewonnen
werden können, wobei zwei Ringscheiben dann über einen Innenring
und einen Außenring zur Bildung des Einzelflachrohres
miteinander verbunden werden. Alternativ dazu kann der hoch
kantschraubenlinienförmig gebogene Metallstreifen auch etwa
in der Mitte gefaltet und dann durch ein V-förmiges Biegeglied
gezogen werden, mittels dessen eine Kante so geformt wird,
daß diese einen Ring, insbesondere den Innenring bildet, wobei
die so hergestellten beidseitigen Ringscheiben dann im Bereich
des anderen, äußeren Randes zur Bildung des geschlossenen
Einzelflachrohres miteinander verbunden werden. Alternativ
dazu können die hochkant etwa schraubenlinienförmig gebogenen
Metallstreifen, die die beidseitigen Ringscheiben bilden
sollen, zumindest an einem Rand, also am Innenrand und bzw. oder
Außenrand, umgebogen werden, wodurch der Innenring bzw. Außenring
gebildet wird, woraufhin die beiden Ringscheiben im Bereich
dieses Innenringes bzw. Außenringes zur Bildung des
Einzelflachrohres miteinander verbunden werden. Da ein Rohrnetz
für einen Rundwärmeaustauscher eine Vielzahl von Einzelflachrohren
aufweist, bedingt diese bekannte Herstellungsmethode
einen sehr großen Aufwand und erhebliche Kosten.
Eine rationelle und kostengünstige Fertigung nach dieser Methode
scheidet deswegen von vornherein aus.
Es ist ferner ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt,
(GB 20 85 764), bei dem das Rohrnetz zwischen einzelnen
Biegewalzen oder in einem Untergesenk und mit Hilfe
eines Formteiles rundgebogen wird, wobei die Rundbiegekraft
somit auf beide Schmalseiten der Rohre ausgeübt wird. Bei
diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß insbesondere bei den
vorhandenen relativ dünnwandigen Rohren des Rohrnetzen beim
Biegen, Falten, Beulen, Knicke od. dgl. oder evtl. auch Risse
auftreten oder Verzug oder sonstige Formabweichungen
vorkommen.
Schließlich ist z. B. aus der DE-OS 19 51 538 eine Vorrichtung bekannt,
die nach dem Streckbiegeverfahren arbeitet, dabei werden langgestreckte
Werkstücke jeweils auf ein Rundbiegewerkzeug gewickelt, während an ihren
Enden Spannvorrichtungen Zugkräfte ausüben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu finden, das
ein Rundbiegen geradliniger Rohrnetze in einfacher, kostengünstiger
Weise und derart ermöglicht, daß die Gefahr der
Bildung etwaiger Falten, Beulen, Knicke sowie des Entstehens
von Rissen oder sonstigen Beschädigungen sowie von Verzug
oder Formabweichungen zuverlässig vermieden ist.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 gelöst. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird
vor dem Beginn des Biegevorganges oder erst mit dessen Beginn
das zu biegende Rohrnetz einer Zugspannung ausgesetzt.
Das Rohrnetz wird also vor oder unmittelbar mit Beginn des Biege
vorganges auf Biegung und Zug beansprucht, wodurch Falten,
Beulen, Knicke od. dgl. vermieden werden und auch die Gefahr
etwaiger Risse gebannt ist. Auch die Gefahr eines
etwaigen Verzuges oder von etwaigen Formabweichungen ist
gebannt. Dabei ist das Verfahren einfach zu bewerkstelligen,
denn wenn das Rundbiegen durch Herumbiegen des Rohrnetzes um
das feststehende Rundbiegewerkzeug oder durch Drehbetätigung des
Rundbiegewerkzeuges eingeleitet wird, auf das das Rohrnetz mehr
oder weniger weit aufgewickelt werden soll, so wird dabei das
Rohrnetz mit beiden Enden oder z. B. mit dem dem Rundbiegewerkzeug fernen
anderen Ende in Richtung auf das Rundbiegewerkzeug bewegt.
In diesen Bereichen läßt sich daher relativ einfach und
kostengünstig eine entsprechende, diese Bewegung abbremsende
und dieser entgegenwirkende Haltekraft aufbringen und so
das Rohrnetz mit der Biegung überlagerter Zugspannung beaufschlagen.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es überraschenderweise
möglich, Rohrnetze als praktisch fertige
Elemente als ein Teil zu biegen, wobei eine große Bandbreite
hinsichtlich der Biegeradien bis hin zu sehr kleinen Biegeradien
möglich ist, ohne daß dabei im übrigen auch die Verbindung
zwischen den Rohren einerseits und den Abstrahlelementen
andererseits zerstört wird. Die Erfindung setzt
sich damit über ein in der Fachwelt verbreitetes Vorurteil
hinweg, daß bei derartigen Rohrnetzen in Form praktisch
fertiger Werkstücke, die zudem in Gestalt der Rohre Hohlprofile
aufweisen, ein mechanisiertes Biegeverfahren deswegen
nicht zu brauchbaren Ergebnissen führt, weil bereits
das eingangs geschilderte bekannte Rollenbiegeverfahren
nicht zum Erfolg geführt hat.
Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale ergeben sich aus
den Ansprüchen 2 und 3. Das erfindungsgemäße Verfahren macht
es möglich, auch solche Rohrnetze in erfindungsgemäßer
Weise rundzubiegen, bei denen zunächst noch keine
Rohrböden angebracht sind. In diesem Fall wird die jeweilige
Spannkraft zum Festspannen des Rohrnetzes im Bereich
der Rohrenden auf das Rohrnetz ausgeübt, ohne daß es hierzu
zusätzlicher, bereits daran befestigter Rohrböden bedarf.
Dadurch ist es möglich, die Rohrböden auch später
noch, nach der Herstellung des Rundteiles, anzubringen
und hierbei auch auf andere Befestigungsmethoden überzugehen,
z. B. auf Kleben statt Löten od. dgl.
Im Fall der Ansprüche 4 und 5 - bei bereits mit Rohrböden und gegebenenfalls
damit verbundenen Seitenteilen versehenem Rohrnetz - wird die Spannkraft
zum Biegen im Bereich der jeweiligen Rohrböden auf das Rohrnetz ausgeübt,
wobei jeweils eine großflächige Abstützung am jeweiligen
Rohrboden ermöglicht ist. Hierbei erfolgt die Festspannung
im Bereich der Rohrböden selbstverständlich derart,
daß sich beim Biegen des Rohrnetzes kein Flächenteil des
jeweiligen Rohrbodens einerseits durchbiegen oder andererseits
aufwölben kann, sondern die Rohrböden jeweils ihre
Ursprungsform beibehalten, so daß sichergestellt ist,
daß die Verbindungsstellen der Rohre in den Rohrböden
nicht durch Verformungen der Rohrböden gefährdet sind
und eine dichte Verbindung des später aufzusetzenden Sammelkastens
mit dem jeweiligen Rohrboden gewährleistet
ist. Je nach Materialstärke und Ausbildung des jeweiligen
Rohrbodens kann es dabei vorteilhaft sein, die Spannkraft
auf beiden Seiten der jeweiligen Rohrböden auszuüben und
somit die Rohrböden auf beiden Seiten jeweils fest einzuspannen,
um ein etwaiges Durchbiegen oder Aufwölben der
Rohrböden mit Sicherheit auszuschließen. Den jeweiligen
Seitenteilen kommt beim Rundbiegen eine relativ starke abstützende
Wirkung zu. Die Seitenteile bestehen üblicherweise
aus gleichmäßig glattem Rechteckprofil und sind somit
sehr stabil. Daher ist es möglich beim Rohrnetz die
Abstrahlelemente bündig mit den Rohren und den Seitenteilen
abschließen zu lassen oder die Seitenteile über die Abstrahlelemente
überstehen zu lassen und dabei zu vermeiden, daß
beim Rundbiegen die Abstrahlelemente, insbesondere Lamellen,
beschädigt werden.
Die Erfindung bezieht sich ferner - dem Anspruch 6 entsprechend -
auf eine Vorrichtung zum Herstellen rundgebogener
Teile für Wärmeaustauscher, die die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Die Vorrichtung
ist einfach im Aufbau, leicht zu handhaben und in
ihrer Funktion zu übersehen; sie hat den Vorteil, daß sie
unter Berücksichtigung heutiger Anforderungen an moderne
Fertigungstechnik eine reproduzierbare, rationelle
Herstellung der gewünschten Rundteile mit jeweils gleichbleibender
Qualität und Güte ermöglicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen
dieser Vorrichtung enthalten die Ansprüche 7 bis 18.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen
gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht
eines geradlinigen Rohrnetzes für Wärme
austauscher, und zwar vor dem Rundbiegen,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Rohr
netzes in Fig. 1 im rundgebogenen Zustand,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Vor
richtung zum Rundbiegen,
Fig. 4 einen Ausschnitt IV in Fig. 3 der Vorrich
tung in größerem Maßstab,
Fig. 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V
in Fig. 4 auf einen Teil der Spannvorrichtung der
Vorrichtung,
Fig. 6 einen Ausschnitt VI in Fig. 3 in größerem
Maßstab,
Fig. 7 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile
VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer
Fingerleiste mit in die Rohrenden greifenden
Stützfingern,
Fig. 9 eine Stirnansicht der Fingerleiste mit
Stützfingern.
In Fig. 1 ist ein geradliniges Rohrnetz 10 gezeigt, das
als gelötete Einheit vorliegt und als Teil für einen nicht
weiter gezeigten Wärmeaustauscher bestimmt ist. Das Rohrnetz
10 weist einzelne in Abstand voneinander verlaufende
Rohre 11 auf, die einen zumindest etwa rechteckigen Querschnitt
haben und beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Flachrohre mit ab
gerundeten Schmalseiten ausgebildet sind. Im Bereich beider
Außenseiten sind Seitenteile 12, 13 angeordnet, die z. B.
Rechteckquerschnittsform haben können. Im Zwischenraum
zwischen den Rohren 11 sowie zwischen den Seitenteilen
12, 13 und den Rohren 11 sind jeweils Abstrahlelemente 14
angeordnet, die hier z. B. in bekannter Weise aus zick
zackförmigen Lamellen bestehen. Die Abstrahlelemente 14
liegen an den Breitflächen der Rohre 11 bzw. Seitenteile
12, 13 an und sind mit diesen verlötet. An beiden Enden
des Rohrnetzes 10 befindet sich jeweils ein Rohrboden 15
bzw. 16, die jeweils von den Enden der Rohre 11 und Seiten
teile 12, 13 durchsetzt ist, wobei die Enden der Rohre 11
und der Seitenteile 12, 13 über die Rohrböden 15 bzw. 16
hinaus vorstehen. Die Rohrböden 15, 16 sind mit den Rohren
11 und mit den Seitenteilen 12, 13 fest verbunden, z. B.
durch Löten oder auch durch Kleben oder in anderer Weise.
Die Abstrahlelemente 14 in Form der zickzackförmigen Lamellen bzw. Streifen
enden jeweils mit Abstand vor dem Rohrboden 15 bzw. 16,
so daß in diesem Bereich freie Räume 17 verbleiben, die
jeweils zwischen benachbarten Rohren 11, dem Ende eines
Abstrahlelementes 14 nach der zugewandten Seite des Rohrbodens
15 bzw. 16 gebildet sind, und in gleicher Weise auch
im Bereich der Außenseite, wo statt der Rohre 11 die
Seitenteile 12, 13 die Begrenzung bilden.
Derart beschaffene Rohrnetze 10 in dieser geradlinigen
Ausbildung gemäß Fig. 1 als Flachrohrnetze sind bekannt.
Nachfolgend werden ein Verfahren und eine Vorrichtung,
beschrieben, die ein Rundbiegen eines solchen Rohrnetzes 10,
ausgehend von der z. B. gelöteten geradlinigen Einheit,
zum Rundteil 18 gemäß Fig. 2 ermöglichen. Bei diesem Verfahren
macht man von dem an sich bekannten Streckbiegeverfahren
Gebrauch, mittels dessen profilierte längliche Körper
ohne Formabweichung oder Verzug hochkant rundgebogen
werden können. Einzelheiten des Verfahrens und der Vor
richtung sind nachfolgend anhand Fig. 3-9 erläutert.
In Fig. 3-9 ist eine Vorrichtung 20 gezeigt, die zum
Herstellen rundgebundener Teile 18 für Wärmeaustauscher,
z. B. für Ringkühler, geeignet ist. Die Vorrichtung 20
weist ein Rundbiegewerkzeug 21 auf, das hier aus einer
Trommel 22 mit glattem Trommelmantel 23 besteht, der über
Speichen 24 od. dgl. zentriert und abgestützt ist. Das
Rundbiegewerkzeug 21 ist auf einer Achse 25 mittels Lagern
26 drehbar gelagert. Die Lager 26 sitzen in zwei seitlichen
Trägern 27, die von einer Grundplatte 28 nach oben abstreben.
Am Rundbiegewerkzeug 21 greift ein schematisch
angedeuteter Antrieb 29 zur Drehbetätigung des Rundbiege
werkzeuges 21 an, der als mechanischer, elektrischer oder
insbesondere hydraulischer Antrieb ausgebildet sein kann.
Zum Biegen wird das Rundbiegewerkzeug 21 vom Antrieb 29
im Uhrzeigersinn gemäß Pfeil 30 angetrieben.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Rundbiegewerkzeug 21, statt aus der Trommel 22,
aus einem Zylindersegment gebildet.
Aufgrund der erläuterten Drehlagerung ist das Rundbiege
werkzeug 21 örtlich, in bezug auf die Grundplatte 28,
feststehend und um die Achse 25 drehbetätigbar. Die äußere
Umfangsfläche des Trommelmantels 23 ist glatt. Der Außenradius
des Rundbiegewerkzeuges 21 entspricht zumindest im
wesentlichen dem Biegeradius R, unter dem das geradlinige
Rohrnetz 10 zum Rundteil 18 gebogen werden soll. Die
axiale Breite der Trommel 22 ist mindestens so groß wie
die Breite des Rohrnetzes 10 gewählt. Das Rundbiegewerkzeug
21 weist im äußeren Umfangsbereich eine
erste Spannvorrichtung 31 auf, mittels der das
Rohrnetz 10 im Bereich des in Fig. 1 linken Endes faßbar
und in im wesentlichen tangentialer Ausrichtung am Rund
biegewerkzeug 21 festspannbar ist, wie Fig. 3 und 4 zeigen.
Die Spannvorrichtung 31 ist in einer Ausnehmung 32 im
Trommelmantel 23 aufgenommen. Die Ausnehmung 32 ist in
Umfangsrichtung relativ klein und hierbei an die einzelnen
Bestandteile der Spannvorrichtung 31 angepaßt. In Umfangs
winkelabstand von der Ausnehmung 32 enthält der Trommelmantel
23 eine weitere Ausnehmung 33, in der am Ende des
Biegevorganges eine Einspannvorrichtung 34 zumindest
teilweise Platz findet, die in Abstand von dem Rundbiege
werkzeug 21 ebenfalls auf der Grundplatte 28 angeordnet
ist und dazu dient, das in Fig. 1 rechte, andere Ende
des Rohrnetzes 10 festzuhalten. Die Einspannvorrichtung
34 ist Teil eines Gegenhalters 35.
Zum Biegen des geradlinigen Rohrnetzes 10 wird
diese mit dem in Fig. 1 und 3 linken Ende am Rundbiege
werkzeug 21 festgespannt, das daraufhin durch Einschalten
des Antriebes 29 in Pfeilrichtung 30 um die Achse 25 gedreht
wird, wodurch das Rohrnetz 10 zumindest auf einen
Teil des Trommelmantels 23 aufgewickelt wird. Mit ein
setzendem Wickelvorgang und während dieses Wickelvorganges
wird am anderen Ende des geradlinigen Rohrnetzes 10, das
mittels der Spann- bzw. Einspannvorrichtung 34 am Gegenhalter
35 gehalten ist, eine der Aufwickelkraft entgegenwirkende
und das Rohrnetz 10 unter Zugspannung setzende und haltende
Haltekraft ausgeübt. Das Rohrnetz 10 wird also erst
mit Beginn des Biegevorganges und sodann während dem
Biegevorgang zusätzlich mit einer Zugkraft beaufschlagt.
Der Gegenhalter 35 weist ein längsverschiebliches und
beim Aufwickeln des Rohrnetzes 10 auf das Rundbiegewerkzeug
21 gegen eine Haltekraft ziehbares Trägerteil 36 auf,
an dessen Ende die Einspannvorrichtung 34 gehalten ist.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gegenhalter 35
als druckmittelbetriebener Arbeitszylinder 37 ausgebildet,
und zwar als doppelt wirkender Hydraulikzylinder, dessen
Zylindergehäuse 38 über eine Stütze 39 gelenkig aber orts
fest mit der Grundplatte 28 verbunden ist und dessen
Kolbenstange relativ dazu verschiebbar ist und das
Trägerteil 36 bildet. Es versteht sich, daß auch eine andere, z. B.
mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeitende, Einrichtung als
Gegenhalter 35 vorgesehen sein kann. Der Arbeitszylinder
37 ist mit zwei Anschlüssen 40, 41 versehen, von denen
über den Anschluß 41 z. B. das aus der Inneren des Ar
beitszylinders 37 dann verdrängte Medium abgeführt wird,
wenn das Trägerteil 36 in Gestalt der Kolbenstange in
Fig. 3 nach links aus dem Zylindergehäuse 38 herausge
zogen wird. Auf der Seite, auf der hierbei das Druckmittel
verdrängt wird, also z. B. im Bereich des Anschlusses
41, ist der Arbeitszylinder 37 mit einer ein
stellbaren Druckmitteldrossel 42 versehen, die z. B. aus
einem einstellbaren Drucksteuerventil besteht, mittels
dessen der Verdrängerstrom drosselbar und auf diese
Weise eine Haltekraft erzeugbar und in ihrer Größe ein
stellbar ist.
Die Spannvorrichtung 31 ist im Detail in Fig. 4 und 5
gezeigt. Sie weist einen etwa kammartigen Mitnehmer 43
auf, der im gemäß Fig. 1 linken Endbereich des Rohrnetzes 10
mit seinen Zinken 44 zwischen die Rohre 11 mit Seitenteilen 12, 13 greift
und die Rohre 11 sowie Seitenteile 12, 13 in den Lücken zwischen den Zinken 44
aufnimmt. Die Zinken 44 greifen also in die freien Räume
17 des in Fig. 1 linken Endbereichs des Rohrnetzes 10 ein,
wobei eine großflächige Anlage und Abstützung des Rohrbodens
15 am Mitnehmer 43 erreicht ist. Der Mitnehmer 43
greift mit einem Teil in die Ausnehmung 32 des Rund
biegewerkzeuges 21 ein und wird bei dessen Drehbetätigung
von diesem mitgenommen. Es versteht sich, daß der Mitnehmer
43 fester Bestandteil des Rundbiegewerkzeuges 21
sein kann. Die Spannvorrichtung 31 weist außerdem eine
Klammer 45 auf, die im eingesetzten Zustand des Mitnehmers
43 diesen und den Rohrboden 15 außen formschlüssig über
greift und am Rundbiegewerkzeug 21 z. B. lösbar gehalten
ist. Die Halterung der Klammer 45 erfolgt z. B. mit Hilfe
eines Winkels 46, der lösbar am Rundbiegewerkzeug 21 ge
halten ist. Innerhalb der Ausnehmung 32 befindet sich
ein etwa winkelförmiges Füllstück 47, das formschlüssig
in die Ausnehmung 32 paßt. Das Füllstück 47 ist hinsichtlich
Form und Abmessung so gewählt, daß das Füllstück 47
bei in die Ausnehmung 32 eingreifendem Mitnehmer 43 und
Rohrboden 15 beide formschlüssig und fest in der Aus
nehmung 32 verkeilt, so daß kein Spiel mehr herrscht.
Die Spann- bzw. Einspannvorrichtung 34 des Gegenhalters 35 weist
einen ebenfalls etwa kammartigen Mitnehmer 53 auf, der
mit seinen Zinken 54 in gleicher Weise wie der Mitnehmer 43
zwischen die Rohre 11 mit Seitenteilen 12, 13 in die freien Räume
17 eingreift und in den Lücken zwischen den Zinken 54 die
Rohre 11 sowie Seitenteile 12, 13 aufnimmt. Der Mitnehmer 53 liegt somit
ebenfalls großflächig auf der Innenseite des Rohrbodens
16 an, so daß in gleicher Weise eine großflächige Ab
stützung erzielt ist. Der Mitnehmer 53 ist aus einem
Schenkelteil eines U-förmigen Bügels 55 gebildet, dessen
anderer Schenkelteil 56 am Trägerteil 36 gehalten ist und
der im Inneren des U des Rohrbodens 16 einschließlich
etwaiger über diesen hinaus überstehender Enden der Rohre
11 sowie Seitenteile 12, 13 des Rohrnetzes 10 formschlüssig aufnimmt.
Die Vorrichtung 20 kann ferner z. B. für jedes Ende des
Rohrnetzes 10 eine Fingerleiste 57 aufweisen, die in Abstand
voneinander angeordnete Stützfinger 58 trägt, wobei der
Abstand dem Abstand der Rohre 11 voneinander entspricht.
Auch der Querschnitt der Stützfinger 58 ist dem Hohl
profil der Rohre 11 entsprechend geformt und bemessen.
Die Stützfinger 58 sind vom Rohrende her in die Rohre 11
einschiebbar und können die Rohrwände abstützen und verhindern,
daß hier die flachen Rohrwände während des
Biegens des Rohrnetzes 10 eingedrückt werden. Die Anzahl
der Stützfinger 58 entspricht der Anzahl der Rohre 11
des Rohrnetzes 10. In Fig. 8 ist mit strichpunktierten
Linien ein Ende eines Rohres 11 angedeutet, in das ein
Stützfinger 58 eingreift.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Stützfinger 58 unmittelbar an einem der Teile
der Spannvorrichtung 31 bzw. der Einspannvorrichtung 34
vorgesehen. Die Fingerleisten 57 können je nach Ausbildung
dieser Vorrichtungen auch mit einem Teil der Spannvor
richtung 31 bzw. Einspannvorrichtung 34 kombiniert sein.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 31
greift deren Mitnehmer 43 auf der Innenseite des in Fig. 1
linken Rohrbodens 15 großflächig an. In gleicher Weise
greift der Mitnehmer 53 des Einspannvorrichtung 34 auf
der Innenseite des in Fig. 1 rechten Rohrbodens 16 groß
flächig an. Je nach Materialstärke und Ausbildung des je
weiligen Rohrbodens 15, 16 kann es vorteilhaft sein, wenn
die Spannvorrichtung 31 und die Einspannvorrichtung 34 so
ausgestaltet ist, daß der jeweilige Rohrboden 15 bzw. 16
nicht nur auf der Innenseite sondern noch auf der
Außenseite, also auf beiden Seiten, fest eingespannt ist.
Dadurch kann sich beim Biegen des Rohrnetzes 10 kein
Flächenteil des Rohrbodens 15, 16 einerseits durchbiegen
oder andererseits aufwölben. So ist umso mehr garantiert,
daß beim Biegen des Rohrnetzes 10 der Rohrboden 15 und 16
jeweils seine Ursprungsform beibehält und die Verbindungs
stellen der Rohre 11 in den Rohrböden 15, 16 nicht durch
etwaige Verformungen derselben gefährdet werden und die
dichte Verbindung des später in diesem Bereich aufzu
setzenden Sammelkastens mit dem Rohrboden gewährleistet
ist.
Statt des z. B. als gelötete Einheit vor dem Biegen vor
liegenden Rohrnetzes 10 beschriebener Art, das mit den
Rohrböden 15, 16 versehen ist, kann bei einem anderen,
nicht gezeigten Ausführungsbeispiel der Biegevorgang auch
ohne die aufgebrachten und befestigten Rohrböden 15, 16
erfolgen, wobei dann die Spannvorrichtung 31 und die Ein
spannvorrichtung 34 so gestaltet sind, daß mit diesen die
Enden der Rohre 11 und Seitenteile 12, 13 festgespannt
werden, und zwar so, daß diese beim Biegen praktisch
nicht verformt werden und außerdem die mit Beginn des
Biegevorganges durch die Rückstellkraft eingeleitete
Zugkraft auch übertragen werden kann. Die Rohrböden
können dann nach erfolgtem Biegen zum Rundteil 18 auf die
Enden der Rohre 11 und der Seitenteile 12, 13 aufgesteckt und sodann
mit diesen verbunden werden. Erforderlichenfalls können etwaige
verformte Endstücke der Rohre 11 und gegebenenfalls auch der Seitenteile
12, 13 vor dem Aufbringen der Rohrböden noch abgeschnitten werden.
In beschriebener Weise kann aus dem geradlinigen Rohr
netz 10 ein Rundteil 18 dadurch gebogen werden, daß man auf
die oberen Schmalseiten der Rohre 11 eine Rundbiegekraft
ausübt. Im einzelnen wird das geradlinige Rohrnetz 10
mit dem in Fig. 1 linken Ende mit Hilfe der Spannvorrich
tung 31 in beschriebener Weise am kreisförmigen Rundbiege
werkzeug 21 festgespannt, und zwar so, daß das Rohrnetz
10 etwa tangential anliegt, wie insbesondere Fig. 4 zeigt.
Wenn gewünscht, kann man in die Rohre 11, zumindest an
beiden Enden, die Rohrwandung abstützende Stützteile in
Form z. B. der Stützfinger 58 an der Fingerleiste 57 ein
bringen. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungs
beispiel werden von Wand zu Wand reichende Stützrippen als
derartige Stützteile eingebracht. Die Stützteile, z. B.
Stützfinger 58, kann man vor dem Biegen in die Rohre 11
einbringen und nach dem Biegen hieraus entnehmen.
Vor Beginn des Wickelvorganges wird das geradlinige Rohr
netz 10 mit seinem anderen, in Fig. 1 rechten Ende, das
dem am Rundbiegewerkzeug 21 festgespannten Ende gegen
überliegt, mittels der Einspannvorrichtung 34 des Gegen
halters 35, der eine Haltekraft aufbringen kann, festge
spannt, wie Fig. 3 zeigt. Durch Einstellen der Druck
mitteldrossel 42 kann man im übrigen die Haltekraft ein
stellen und diese über den Aufwickelvorgang z. B. konstant
halten. Aufgrund der Wirkungsweise der Spannvorrichtung
31, die das in Fig. 1 linke Ende des Rohrnetzes 10 am
Rundbiegewerkzeug 21 festgespannt, wird die Spannkraft im
Bereich des linken Endes des Rohrnetzes 10 ausgeübt.
Durch die Einspannvorrichtung 34 wird am anderen, rechten
Ende des Rohrnetzes 10 ebenfalls die entsprechende Spann
kraft im Bereich der Rohrenden ausgeübt. An beiden Enden
greift die Kraft über den Mitnehmer 43 bzw. 53 am Rohr
boden 15 bzw. 16 an. Der Biegevorgang wird durch Ein
schalten des Antriebes 29 und Drehbetätigung des Rund
biegewerkzeuges 21 in Pfeilrichtung 30 eingeleitet, wo
durch das Rohrnetz 10 zumindest auf einen Teil des Außen
umfanges des Rundbiegewerkzeuges 21 aufgewickelt wird.
Mit Einleiten des Wickelvorganges und während diesem wird
am in Fig. 3 rechten Ende des Rohrnetzes 10 im Bereich
des Gegenhalters 35 eine der Aufwickelkraft entgegen
wirkende und das Rohrnetz 10 unter Zugspannung setzende
und haltende Haltekraft ausgeübt. Da beim Aufwickelvor
gang das Rundbiegewerkzeug 21 örtlich feststeht und beim
Aufwickeln das Rohrnetz 10 in Fig. 3 nach links bewegt
wird, reicht im Bereich des Gegenhalters 35 eine ent
sprechende Rückhaltekraft aus, um das Rohrnetz 10 beim
Biegen mit einer Zugspannung zu beaufschlagen. Das Rohr
nezt 10 wird also unmittelbar mit Beginn des Biegevor
ganges auf Biegung und auf Zug beansprucht, wodurch Falten,
Beulen, Knicke od. dgl. Verformungen der Rohre 11, der
Seitenteile 12, 13 und auch der Rohrböden 15, 16, fest
eingespannt mittels der Spannvorrichtung 31 bzw. Einspann
vorrichtung 34, vermieden werden. Beim Drehen des Rund
biegewerkzeuges 21 wird das Rohrnetz 10 darauf aufgewickelt,
wobei der Drehwinkel dem gewünschten Bogen des Rundteiles
18 entspricht. Am Ende der Wickelbewegung befindet sich
die Einspannvorrichtung 34 mit Rohrboden 16 im Bereich der
Ausnehmung 33 des Trommelmantels 23 und wird darin aufge
nommen. Der Wickelvorgang ist dann beendet. Hiernach wird
der gebogene Rundteil 18 aus der Spannvorrichtung 31 und
Einspannvorrichtung 34 herausgenommen. Der Rundteil 18
(Fig. 2) kann sodann zum Wärmeaustauscher, z. B. zum
Kühler, vervollständigt werden, indem beispielsweise ein
nicht gezeigter Sammelkasten auf jeden Rohrboden 15, 16
aufgesetzt und damit verbunden wird.
Es versteht sich, daß Ringwärmeaustauscher, z. B. Ringkühler,
über einen größeren Kreisbogen als dargestellt gebogen werden
können oder auch aus zumindest zwei solchen Rundteilen 18
zusammengesetzt werden können, die dann einander gegen
überliegend plaziert werden und durch gemeinsame Sammel
kästen verbunden werden. Auch lassen sich mehrere Rund
teile in Achsrichtung eines Ringkühlers aneinander an
schließen und auch konzentrisch zueinander plazieren.
Somit lassen sich Wärmeaustauscher in Ringform relativ
einfach und kostengünstig herstellen.
Claims (18)
1. Verfahren zum Herstellen rundgebogener Teile für Wärmeaustauscher,
die aus beabstandeten Flachrohren, insbesondere im Querschnitt
etwa rechteckigen Rohren, und zwischen deren Breitseiten angeordneten
Abstrahlelementen, z. B. zickzackförmigen Lamellen,
bestehen, wobei man zunächst die Rohre und die Abstrahlelemente
im geradlinigen Zustand miteinander verbindet und so
ein geradliniges Rohrnetz bildet und danach das geradlinige
Rohrnetz um die Schmalseiten der Rohre herum
rundbiegt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Rundbiegen des geradlinigen Rohrnetzes (10) dadurch erfolgt,
daß beide Enden des Rohrnetzes in Spannvorrichtungen
(31, 34) eingespannt werden und das geradlinige Rohrnetz
auf zumindest einen Teil des Außenumfanges eines
Rundbiegewerkzeuges (21) gewickelt wird, wobei vor dem oder
mit dem einsetzenden Wickelvorgang und während desselben das
Rohrnetz über die Spannvorrichtungen unter Zugspannung
gesetzt und gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wickeln des geradlinigen Rohrnetzes (10)
dadurch erfolgt, daß das Rundbiegewerkzeug
(21) gedreht wird, vorzugsweise ohne dessen
Verschiebebewegung, wobei die eine der beiden
Spannvorrichtungen (31, 34) dem Rundbiegewerkzeug (21)
zugeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugspannung konstant ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man das geradlinige
Rohrnetz (10) vor dem Rundbiegen an beiden Enden mit jeweils
einem Rohrboden (15; 16) versieht, der von den
Rohren (11) durchsetzt wird und an diesen durch Löten,
Kleben od. dgl. befestigt wird, wobei das Einspannen
der Enden des Rohrnetzes (10) in den Spannvorrichtungen
(31, 34) mit den Rohrböden (15, 16) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man das geradlinige Rohrnetz (10)
vor dem Rundbiegen mit je einem Seitenteil (12; 13)
versieht, das die Rohrböden (15, 16) durchsetzt und an
diesen durch Löten, Kleben od. dgl. befestigt wird.
6. Vorrichtung zum Herstellen rundgebogener Teile für Wärmeaustauscher,
die aus beabstandeten Flachrohren, insbesondere
im Querschnitt etwa rechteckigen Rohren, und dazwischen
angeordneten Abstrahlelementen, z. B. zickzackförmigen
Lamellen, bestehen, wobei man zunächst die Rohre und
die Abstrahlelemente im geradlinigen Zustand miteinander
verbindet und so ein geradliniges Rohrnetz bildet
und danach das geradlinige Rohrnetz um eine Schmalseite
der Rohre herum rundbiegt, zur Durchführung
des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, gekennzeichnet durch
ein örtlich feststehendes und drehbetätigbares, kreisförmiges
Rundbiegewerkzeug (21) mit einem dem Biegeradius
(R) des zu biegenden Rohrnetzes (10) zumindest im wesentlichen
entsprechenden Außenradius, wobei eine erste,
das eine Ende des geradlinigen Rohrnetzes im wesentlichen
tangential haltende und am Rundbiegewerkzeug
festspannende Spannvorrichtung (31) vorgesehen ist, und durch eine
in Abstand von dem Rundbiegewerkzeug angeordnete und
an einem Gegenhalter (35) sitzende zweite, das andere Ende
des Rohrnetzes haltende Spannvorrichtung (34), wobei
der Gegenhalter ein längs verschiebliches und beim
Aufwickeln des Rohrnetzes (10) gegen eine Haltekraft ziehbares
Trägerteil (36) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gegenhalter (35) als
druckmittelbetriebener Arbeitszylinder (37) ausgebildet
ist, dessen relativ zum anderen Teil verschiebbares Glied,
z. B. dessen relativ zum Zylindergehäuse (39) verschiebbare
Kolbenstange, das Trägerteil (36) bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (37)
als doppelt wirkender Zylinder, vorzugsweise Hydraulikzylinder,
ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder
(37) auf der Seite, auf der beim Biegen des Rohrnetzes
(10), d. h. beim Verschieben der Kolbenstange bzw. des Zylinder
gehäuses (38), Druckmittel verdrängt wird, eine einstellbare
Druckmitteldrossel (42), z. B. ein einstellbares
Drucksteuerventil aufweist, mittels dessen die Halte
kraft in ihrer Größe einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rundbiegewerkzeug
(21) aus einer Trommel (22) oder einem Zylindersegment
gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rundbiegewerkzeug
(21) auf seiner äußeren Umfangsfläche eine die erste
Spannvorrichtung (31) aufnehmende Ausnehmung (32) und in
Umfangswinkelabstand davon eine weitere Ausnehmung (33)
aufweist, in der am Ende des Biegevorganges die zweite
Einspannvorrichtung (34) aufnehmbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen
(31, 34) jeweils einen Mitnehmer (43; 53) aufweisen,
der am jeweiligen Ende des Rohrnetzes (10) zwischen dem
Rohrboden (15; 16) und dem Ende der Abstrahlelemente (14)
eingreift.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer (43; 53)
etwa kammartig ausgebildet ist, wobei er mit seinen Zinken
(44; 54) zwischen die Rohre (11) und gegebenenfalls die
Seitenteile (12, 13) greift.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste
Spannvorrichtung (31) eine Klammer (45) aufweist, die
den Mitnehmer (43) und den Rohrboden (15) formschlüssig
übergreift und am Rundbiegewerkzeug (21) z. B. mittels
eines Winkels (46) gehalten ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste
Spannvorrichtung (31) ein in die eine Ausnehmung (32)
des Rundbiegewerkzeuges (21) formschlüssig passendes
Füllstück (47) aufweist, mittels dessen der Mitnehmer
(43) und gegebenenfalls der Rohrboden (15) in der Ausnehmung (32)
verkeilbar sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mitnehmer
(53) der zweiten Spannvorrichtung (34) aus einem
Schenkelteil eines U-förmigen Bügels (55) gebildet ist,
dessen anderer Schenkelteil (56) am Trägerteil (36)
gehalten ist und der im Inneren des U den Rohrboden (16)
einschließlich etwaiger über diesen hinaus überstehender
Rohrenden des Rohrnetzes (10) und gegebenenfalls die Enden der
Seitenteile (12, 13) formschlüssig aufnimmt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, gekennzeichnet
durch in die Rohre (11)
an deren beiden Enden einbringbare und die Rohrwandung
abstützende oder dem Rohrquerschnitt angepaßte Stützfinger
(58).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet,
durch eine mehrere der Stützfinger (58) im Abstand
voneinander tragende Fingerleiste (57).
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