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Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Verbindung metallischer Rippenglieder mit dem Äußeren von
Metallrohren, um Rippenrohre herzustellen, die besonders zur Verwendung als Wärmeaustauscherleitung
geeignet sind, aber auch als Bauelemente Verwendung finden können.
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Bei der. Herstellung von Wärmeaustauschern ist es wünschenswert, die
Oberfläche der für die Flüssigkeitsleitung verwendeten Röhren durch Anbringung von
Rippen verschiedener Art auf dem Umfang der Röhren zu vergrößern. Längs laufende
Rippen an den Rohren sind besonders vorteilhaft bei einigen Anwendungsarten, @da
hierdurch besonders erwünschte Strömungscharakteristiken in der das Rohr umgebenden
Flüssigkeit erzielt werden können. In anderen Anwendungsfällen sind schraubenförmige
oder Umfangsrippen vorteilhafter. Es sind bereits verschiedenartige Vorschläge zur
Befestigung der Rippen auf der Oberfläche der Rohre gemacht worden. Alle bisherigen
Konstruktionen haben aber erhebliche Nachteile, als sie zu teuer waren und die Rippen
an den Rohren nicht in solcher Weise befestigten, daß die Wärmeübertragungsfähigkeit
der Rippen voll ausgenutzt werden konnte, d. h. .bei den bisherigen Arten von Rippenrohren,
war die Wärmeübertragung von dem Rohr auf die Rippen nicht so wirksam, als es wünschenswert
ist.
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Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein wirtschaftliches
und wirksames Verfahren zur Befestigung von Rippen an Rohren zu schaffen, das Rippenrohre
ergibt, in denen ein ausreichender Weg für den Übergang der Wärme vom Rohr auf die
Rippen vorgesehen ist. Eine weitere
Aufgabe ist es, ein Verfahren
zu schaffen, das, der Herstellung verschiedener Arten von Rohrleitungen angepaßt
werden kann. Weiterhin: ist es Aufgabe der Erfindung, den Herstellungsprozeß für
die Rippenrohre schnell und wirksam zu gestalten. Ein weiteres Merkmal besteht .in
der Herstellung von Rohren großer Festigkeit und Dauerhaftigkeit. Weitere und mehr
ins einzelne gehende Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
.einer bevorzugten Ausführungsform hervor, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen
wird. Die wesentlichen Merkmale sind in den Ansprüchen zus-ammengefaßt.
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Kurz gesagt bezieht sich die Erfindung auf Rippenrohre derjenigen
Art, bei der jedes Rippenglied eine eigentliche Rippe und einen Basisteil ümfäßt,
der mit dem Rohr verschweißt ist; z. B. können die Rippenglieder aus Blech mit entweder
U- oder L-förmigem Querschnitt vorgeformt werden, wobei dann je nachdem die Basis
des U oder L auf die Außenfläche des Rohres, aufgeschweißt wird. Erfindungsgemäß
werden die Basen zweier gegenüberliegender Rippenglieder vorzugsweise gleichzeitig
mit dem Rohr durch elektrische Widerstandsschweißung verschweißt, um so im wesentlichen
gleichartige Reihen von Schweißstellen zu bilden. Die Schweißstellen sind vorzugsweise
in gleichen Abständen in, solcher Weise angeordnet, daß die geschweißten Flächen
zwischen den Basen der Rippenglieder und dem Rohr so groß sind, daß der Betrag der
Wärmeübertragung von dem Rohr in die Basis des Rippengliedes mindestens ebenso groß
ist wie der Betrag der Wärmeübertragung von der Basis des Rippengliedes auf die
Rippen selbst.
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Vorzugsweise wird die Schweißung mit einander gegenüberliegenden Paaren
von Schweißstellen unter Verwendung zweier Elektrodenrollen ausgeführt, die gegen
die Basen zweier gegenüberliegender Rippenglieder gedrückt werden. Der Strom fließt
dann durch das Rohr von der Schweißstelle in einer Rippenbasis zu der in der anderen
Rippenbasis. Der Vorgang wird so ausgeführt; daß die Erwärmung und dementsprechend
die Ausdehnung des Rehres entlang den beiden Seiten des Rohres gleich ist, mit dem
Ergebnis, daß die Rohre sich während des Schweißvorganges nicht verziehen oder krümmen.
Die Erfindung wird .im folgenden in Verbindung mit gleichzeitigem Schweißen eines
Paares von Rippengliedern beschrieben. Es ist aber klar, daß auf Wunsch mit einer
geeigneten Vorrichtung mehr als zwei Rippenglieder gleichzeitig mit. dem Rohr verschweißt
werden können, @in welchem Falle die Rippenglieder vorzugsweise in gleichen Abständen
auf dem Umfang angeordnet werden, so daß sich das Rohr bei im wesentlichen gleicher
Aufwärmung nicht verbiegt. Weiterhin werden die aufeinanderfolgenden Schweißstellen
so schnell hergestellt und mit so kurzen Zeitintervallen zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Schweißstellen, daß das Rohr zwischen den Schweißelektroden - schneller hindurchbewegt
wird, als die Wärme in der Längsrichtung des Rohres in einem :solchen Ausmaß, geleitet
wird, das ausreichen würde, um die Basisteile der Rippenglieder oder das Rohr selbst
im Bereich der Elektroden merklich zu erweichen.
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Bei diesem Verfahren kommen die Elektroden, die beträchtliche Drücke
für die Herstellung fester Schweißverbindungen ausüben müssen, mit Metall in Berührung,
das. noch verhältnismäßig kalt und durch,die Wärme nicht in unzuträglicher Weise
erweicht ist. Hierdurch wird die Beschädigung der Basen oder der Rippenglieder und
die Verwindung des Rohres vermieden, die eintreten würde, wenn die Schweißvorgänge
und die Relativbewegung des Rohres und der Elektroden mit so niedrigen Geschwindigkeiten
ausgeführt würden, daß die bei der Herstellung eines Paares von Schweißungen entwickelte
Wärme genügend Zeit hätte, um nach vorn zu wandern und das Rohr und die Rippenglieder
in den nächsten zu schweißenden Bereichen zu erweichen, bevor der Schweißdruck und
die Wärme hierauf wirken. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Rohr nicht
wesentlich durch die Wärme erweicht in dem Zeitpunkt, wo der Schweißdruck ausgeübt
wird, so daß das Rohr nicht nur genügend Festigkeit besitzt, um der Verwindung zu
widerstehen, sondern auch dem Schweißdruck. Hierdurch ist die Herstellung erfolgreicher
Schw eißungen ohne Verwendung eines inneren Trägers oder Dorns möglich geworden.
Dies erfordert natürlie)h die genaue Steuerung des Schweißstroms, des Druckes und
der Geschwindigkeit und die An, Wendung sehr hoher Schweißströme, um die Zeit für
die Herstellung eines Paares von gegenüberliegenden Schweißungen herabzusetzen.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren schnell und wirtschaftlich auszuführen,
wird vorzugsweise eine Schweißmaschine mit kontinuierlicher Arbeits-,veise gewählt,
die rollenförmige Elektroden besitzt, die sich an die Basen der Rippenglieder an
gegenüberliegenden Seiten des Rohres anlegen. Die Maschine ist hierbei mit Mitteln
versehen, die Schweißstromstärke zu steuern, außerdem mit Mitteln, wie z. B. den
bekannten Quecksilberdampfstromrichtern, zur genauen Steuerung der Zeitpunkte und
der Zeitdauer des Stromflusses. Die Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung umfaßt
vorzugsweise auch eine Führung oder Auflage, um ein Rohr und Rippenglieder auf ihrem
Weg durch die Maschine zu halten und zu führen, die am besten so angeordnet wird,
daß schnelles und genaues schrittweises Vorschieben des Rohres ermöglicht wird.
Außerdem :sind Mittel zum Unterstützen der Rohrenden vorgesehen, die deren Durchhängen
verhindern. Außerdem kann ein Kühlmittel durch das Rohr geleitet werden, falls dies
erwünscht ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung näher erläutert.
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Fig. z zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils von einem Rippenrohr,
das nach der Erfindung hergestellt ist; Fig. 2 ist eine teilweise Draufsicht in
vergrößertem Maßstabe, die ein auf einem Rohr befestigtes Rippenglied darstellt;
Fig. 3 und q. sind teilweise Schnitte durch das Rohr nach den Linien 3-3 und 4-4
in Fig. 2;
Fig. 5 und 6 geben gleichartige Ansichten einer etwas
abgeänderten Ausführungsform des Rohres gemäß Fig. 2 und q.; Fig. 7 ist eine Teilansicht
der Schweißmaschine, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient und
mit einer Vorrichtung zum Unterstützen und Führen des Rohres. und der Rippen durch
die Maschine ausgerüstet ist.
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Wie in Fig. i dargestellt ist, besteht das Rippenrohr aus einem inneren
Rohr T, auf das eine Reihe von Rippengliedern i i aufgebracht ist. Die Rippenglieder
sind vorzugsweise von etwa U-förmigem Querschnitt, wie aus Fig. 3 ersichtlich, und
bestehen aus einem Basisteil 12 und Rippen 14., die aus einem Stück hiermit hergestellt
sind. Die Basis und die Rippen besitzen im wesentlichen gleiche Stärke. Die Basisteile
können, wie dargestellt, leicht gebogen sein, um möglichst genau der äußeren Oberfläche
des Rohres zu entsprechen.
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Für den Fachmann ist es klar ersichtlich, daß die Wärmeübertragung
vom Rohr T zu den Rippen. 14 durch den Basisteil 12 erfolgen muß. Weiterhin wurde
gefunden, daß ein den Wärmeübergang vom Basisteil 12 zu den Rippen 14 beeinträchtigender
Faktor in der sich längs erstreckenden Querschnittsfläche der Rippen im Anschluß
an die Basis besteht, d. h. in den Gebieten, die bei a-a in Fig. 3 angegeben sind.
Je Längeneinheit ist diese Fläche natürlich proportional der Dicke dieser Querschnitte.
-Wenn also die Wärmeübertragungsfähigkeit der Rippen 14 voll ausgenutzt werden soll,
so folgt daraus, daß die Querschnitte für die Wärmeübertragung von dem Rohr T auf
die Basis 12 min, destens gleich groß sein müssen wie die Querschnittsflächen ider
Rippen 14 in den Gebieten a-a. Um dieses Resultat zu erreichen, wird die Rinne i
i auf dem Rohr mit einer Reihe von Widerstandsschweißstellen befestigt, die schematisch
bei 16 angegeben sind und zusammen je Längeneinheit eine Übergangsfläche besitzen,
die- mindestens gleich dem sich längs erstreckenden Querschnitt ,der Rippen 14 an
den Verbindungsstellen zwischen den Rippen und den Basisteilen 12 ist.
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Die gewünschte Querschnittsfläche kann durch eine Reihe von Widerstandsschweißungen
leicht erreicht werden, so wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Jede Vergrößerung
der Fläche ist ohne praktischen Vorteil für die Wärmeübertragungskapazität, da in
jedem Falle die Wärmeübertragung auf die Rippen 14 durch die Leitfähigkeit der Teile
a-a der Rippen begrenzt wird. Ein wesentlicher Vorteil der Befestigungsweise der
Rippen auf dem Rohr durch unterbrochene Schweißstellen ist in der Tatsache zu erblicken,
daß, wenn das Rohr einem plötzlichen Wärmestoß im Betrieb ausgesetzt wird, die Rippen
sich ausbeulen oder ausdehnen können in den Gebieten, die zwischen den Schweißstellen
liegen, ohne daß sie auf das Rohr selbst unzulässig starke Kräfte ausüben. Wenn
dagegen die Rippen durchlaufend mit dem Rohr verschweißt werden; ist ein solches
Arbeiten nicht möglich, und ein Wärmestoß könnte die Zerstörung des Rohres bewirken.
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Ein weiterer und wesentlicher Vorteil der Verwendung unterbrochener
Schweißstellen wird aus einer Betrachtung der Fig. 2, 3 und q. klar. Wie in etwas
übertriebener Weise in Fig. 3 und q. dargestellt isst, bewirkt die Herstellung der
Schweißstelle zwischen dem Basisteil 12 und dem Rohr T eine Ouerschnittsverminderung
des Basisteils im Bereich der Schweißstelle infolge des Anpressungsdrucks der Elektrode,
der zur Herstellung einer Schweißverbindung notwendig ist. Der Betrag, um den der
Metallquerschnitt verringert worden ist, ist bei 17 angedeutet (Fig. 3 und 4). Der
für die Wärmeübertragung wirksame Durchtrittsquerschnitt von dem geschweißten Gebiet
zur Basis ist durch das Produkt der Dicke der geschweißten Fläche an ihrer Verbindungsstelle
mit der übrigen Basis und der Umfangslänge der geschweißten Fläche bestimmt. Da
die Dicke der Basis in der Zone 18 auf einen Wert unter dem Querschnitt der Flansche
in den Gebieten a-a vermindert ist, werden hinreichende Wege für den Wärmefluß in
die Basis bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, d. h. Wege, deren Querschnitt
mindestens etwa ebenso groß ist wie die Querschnitte für den Wärmefluß von der Basis
in die Rippenteile, dadurch, daß die Rippen an dem Rohr durch eine Reihe von in
gleichen Abständen angeordneten Widerstandsschweißpunkten befestigt werden.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird durch die Verwendung einer Reihe von
Widerstandsschweißstellen das begrenzende Querschnittsgebiet zur Umfangsfläche eines
kleinen Zylinders des geschweißten Gebiets durch die Basis hindurch. Die axiale
Länge dieser kleinen Zylinder ist der Abstand, der bei 18 angegeben ist, während
der Umfang jeweils etwa der gleiche wie der Umfang der anschließenden Schweißstelle
16 ist. Der Schweißvorgang ist so ausgeführt, daß die zusammengenommenen Umfangslängen
der Schweißstellen und dementsprechend der Zylinder in der Anordnung, wie sie in
Fig. 2 gezeigt i,st, die Gesamtlänge der Flanschprofile auf dem dargestellten Rohr
übersteigt. Die gesamte Umfangslänge der Schweißstellen hat dabei im wesentlichen
die gleiche proportionale Beziehung zur Gesamtlänge der Flansche, wie die ursprüngliche
Dicke der Basis zur Dicke der geschweißten Flächen beträgt. So gleicht eine Vergrößerung
der Umfangslänge im Vergleich zur Länge der Flansche mindestens die Ouerschnittsverminderung
aus, die auf den Schweißvorgang zurückzuführen ist, so daß keine Verminderung der
wirksamen Wärmeübertragung an diesem Punkt eintritt. Wenn z. B. ein Rohr von 2,5
cm Länge mit einem rinnenförmigen Rippenglied mit einer Dicke von o,8 mm verbunden
ist, so ist die Querschnittsfläche an der Basis der Rippen 0,4 cm2. Wird nun die
Schweißung in der Weise ausgeführt, daß etwa drei gleich weit voneinander entfernte
Schweißstellen auf je 2,5 cm Länge hergestellt werden und jede Schweißstelle eine
leicht ovale Form erhält und etwas mehr als o,6 cm lang und 0,36 cm breit
ist, so ist der Umfang jedes Punktes etwa 1,9 cm. Bei drei solchen Punkten je 2,5
cm und einer Verminderung der Metallstärke in- der Schweißzone auf 0,7 cm
ist die
Begrenzungsfläche für die Wärmeübertragung von den Schweißflächen
zur übrigen Basis des Rohres 0,4 cm2.
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Als Herstellungsbeispiel wurde folgendes als zufriedenstellend festgestellt:
Rinnenförmige Rippen aus nicdriggekohltem Stahl mit einer Dicke von etwa o,8 mm
werden auf ein niedriggekahltes Stahlrohr vom Kaliber 12 mit einem äußeren Durchmesser
von 5 cm aufgeschweißt. Hierbei sind die Schweißflächen im wesentlichen so wie oben
beschrieben geformt. Die Basen der Rinnenteile werden mit Elektrodenrollen in Verbindung
gebracht, die eine Breite von etwa 0,36 cm und einen Elektro denandrwck von
40o bis 45 o kg haben. Der verwendete Strom ist vorzugsweise 12 ooo A bei 6 bis
8 V. Jede Schweißstelle ist mit einer Stromeinwirkungsdauer von drei Schwingungen
eines 6o-Hz-Einphasem-Wechselstro@ms gemacht. Der Strom wird für einen Zwischenraum
von drei Schwingungen zwischen den Schweißungen abgeschaltet, so daß die Rippen,
auf das Rohr mit einer Geschwindigkeit von 25 bis 5o cm je Minute aufgeschweißt
werden. Diese Geschwindigkeit reicht bei weitem aus, um das Rohr vor Deformationen
durch den Elektrodendruck zu bewahren.
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Wie .oben beschrieben, ist bei diesem Vorgehen die gesamte verschweißte
Fläche zwischen den Basen der Rippen; und dem Rohr ausreichend, um einen breiten
Wärmeübertragungsweg zu den Basen zu schaffen. Der Umfang der Schweißstellen in
den Basen ist- hierbei so groß, daß ein genügender übertragungsweg für den Wärm.efluß
von den Schweißstellen zu den anliegenden Teilen der Basen besteht.
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Ein anderes Herstellungsbeispiel gibt ebenfalls befriedigende Resultate.
Die Rippen sind hierbei aus rostfreiem Stahl mit 4 bis 6 % Chrom mit einer Dicke
von o,8 mm hergestellt. Sie sollen auf ein Rohr aus dem gleichen Material mit einem
Strom von etwa 96oo A aufgeschweißt werden. Die Steuerung wird hierbei so durchgeführt,
daß der Schweißstrom für einen Zeitraum von zwei Perioden fließt und für einen gleichen
Zeitraum zwischen den Schweißungen unterbrochen wird. Ein Elektrodendruck von 4oo
bis 450 kg bei Elektroden von 0,36 cm Breite wird hierbei verwendet. Die
Ausführung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 3o bis 35 cm je Minute. Dieses
Verfahren ergibt etwa sieben Schweißstellen je 2,5 cm, die sich leicht überlappen.
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Ein Schnitt durch ein Rippenrohr, das nach dem letzteren Verfahren
hergestellt ist. ist in Fig. 5 und 6 der Zeichnung dargestellt. Hier sind rinnenförmige
Glieder 21 mit dem Rohr T' durch eine Reihe von Schweißpunkten 26 befestigt, die
die Basis 22 der Rinne mit dem Rohr verbinden. Es ist zu bemerken, daß diese Schweißstellen
dichter aneinanderliegen als in Fig: 2 und 4 mit dem Ergebnis, daß sie sieh teilweise
überlappen und somit eine langettenförmige Schweißnaht ergeben, die sich längs der
Rippe erstreckt. Die Fläche dieser Schweißstellen übersteigt die längs der Rippen
24 sich erstreckende Querschnittsflächc im Gebiet nahe der Verbindung der Rippe
mit der Basis. Infolge der langettenförmigen Kanten übersteigt die Umfangslänge
der Schweißstellen die Gesamtlänge der Flansche 24, so däß trotz der Tatsache, @daß
die Dicke der Rippenbasis durch den. Schweißvorgang vermindert wird, ein ausreichender
Querschnitt für den Wärmefiuß von den Schweißstellen zu den anschließenden Teilen
der Basis erreicht wird, und zwar dadurch, daß. die vergrößerte Seitenlänge der
Schweißstellen eine entsprechende Querschnittsfläche für den Wärmeübergang ergibt.
Diese Art der Schweißung ergibt ebenfalls ein Rohr, das gegen Wärmestöße widerstandsfähig
ist, :da die langettenförmige Schweißnaht Zonen ergibt, in denen die Schweißverbindungen
ganz schmal sind und so, eine gewisse Ausbeulung der Rippen zulassen und die Zerstörung
des Rohres verhindern.
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Es ist klar, daß die stärkste Vergrößerung der Umfangslänge der Schweißstelle
dann zu erreichen ist, wenn die Schweißstellen sich gerade berühren. Schweißungen
dieser Art sind besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem Anschweißen von Rippen
mit dünnem Querschnitt, bei denen die Dicke der Rippenbasis um einen beträchtlichen
Prozentsatz durch den Schweißvorgang verringert wird. In diesem Falle ist eine beträchtliche
Vergrößerung der Umfangslängen der Schweißstellen erforderlich, um einen ausreichenden
Weg für den Wärmeübergang zu sichern. Schweißungen dieser Art sollen unter,die Ausdrücke
im Abstand oder mit Zwischenräumen, wie sie -im vorstehenden verwendet wurden, fallen.
Wenn: nämlich die Schweißstellen sich überlappen, besitzen die Mitten einen Abstand
voneinander, und sie werden durch unterbrochene Ströme erzeugt. Der unterbrochene
Charakter der Schweißstellen kann leicht durch Besichtigung eines geschweißten Musters
bestimmt werden.
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Wie der Fachmann ohne weiteres wahrnehmen wird, kann die Geschwindigkeit,
der Druck, der Strom und die Zeitdauer verändert werden, um die gewünschten Resultate
bei verschiedenen Materialien., Größen und Arbeitsbedingungen zu ergeben. Die skizzierten
Verfahren sind nur beispielsweise gegeben.
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Durch Ausführung der Sehweißungen wie oben beschrieben . und durch
Einhaltung möglichst gleicher Bedingungen zu beiden Seiten des Rohres sind die Wärmewirkungen
zu beiden Seiten so weit gleich, daß das Rohr infolge des Schweißvorganges sich
nicht wirft oder verzieht. Liegen die Elektroden einander genau gegenüber, so ist
der St.romfluß durch die Rohrwandungen von einer Rippenbasis zur anderen im wesentlichen
gleich verteilt. Auf diese Weise werden die Wärmewirkungen des Stroms im Rohr auf
ein Minimum reduziert und zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Rohres ausgeglichen.
Vorzugsweise wird Wechselstrom für die Herstellung der Schweißstellen verwendet.
Der zeitliche Verlauf ist so geregelt, daß der Strom für eine ganze Zahl von Schwingungen
für jede Schweißstelle fließt. Dadurch werden die Wärmewirkungen in beiden gleichzeitig
hergestellten Schweißstellen gleich sein;, und die Wärmeabfuhr über die Halterung
und den Rahmen der Maschine verursacht
keine ungleiche Erwärmung
und infolgedessen auch kein Verbiegen des Rohres. Bei Verwendung von Gleichstrom
oder wenn die Schweißdauer Bruchteile von Wechselstromschwingungen umschließt, z.
B. zweieinhalb Schwingungen je Schweißstelle, dann sollte vorzugsweise die Stromrichtung
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schweißungen umgekehrt werden. Diese Umkehrung
der Polarität der Elektroden verhindert, daß der Stromabfluß über die Halterung
und den Rahmen der Maschine nach Erde ungleiche Wärmewirkungen an, verschiedenen
Seiten des Rohres hervorruft. Auf Wunsch kann ein Kühlmittel, z. B. Wasser, durch
das Innere des Rohres hindurchgeführt werden, um dieses weiter abzukühlen. Dies
ist aber im allgemeinen nicht erforderlich. Das Kühlmittel kann unter einem gewissen
Druck gehalten werden, um eine versteifende Wirkung innerhalb des Rohres auszuüben.
Für übliche Größen und Kaliber des Rohres ist dies aber nicht unbedingt erforderlich.
Weiterhin können; wenn dies erwünscht sein, sollte, die Elektroden gekühlt werden.
In diesem Falle muß aber darauf Bedacht genommen werden, daß die Kühlwirkung an
beiden Elektroden die gleiche ist.
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In Fig. 7 ist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt. Wie gezeigt, besteht die Vorrichtung aus einer normalen
Schweißmaschine, so daß nur ein Teil ihres Rahmens 30 in der Zeichnung dargestellt
zu werden braucht. Die besitzt Elektrodenrollen 31 und 32, die in geeigneten Konsolen
33 und 34 gelagert und angetrieben werden. Nicht dargestellte, durch Luftdruck beaufschlagte
Kolben pressen die Elektroden gegeneinander. Um das Mohr und die Rippen durch die
Maschine zu führen, wird ein Rahmen, der grundsätzlich mit 35 bezeichnet ist, verwendet,
der auf der Schweißmaschine mit Hilfe des Rahmenträgers 36 befestigt ist. Die Halterungsvorrichtung
kann ein Rahmen aus Platten 37 und eine Mehrzahl von Längsgliedern 38 umfassen,
die vorzugsweise mit den Platten verschweißt sind, um eine feste Konstruktion zu
ergeben. Die Rahmenglieder können aus einem geeigneten Metall hergestellt sein.
Eine Mehrzahl von Rollen sind in geeigneten Lagern befestigt, die von den Längsgliedern
38 gehalten werden und so angeordnet sind, daß sie das Rohr und die Rippen durch
die Maschine führen und eine zweckmäßige Ausrichtung des Rohres zum Aufschweißen
einer Mehrzahl von Rippen herbeiführen. Um die Rippen in geeigneter Weise zu führen
und sie für den Schweißvorgang genau auszurichten, sind zwei Paare von Rippenführungsrollen
4o vorgesehen, von denen das eine auf einer Seite der Schweißrollen 31 und 32 und
das andere auf deren anderer Seite angeordnet ist. Um das Rolir in seiner Lage zu
halten und im Verhältnis zu den Elektroden genau zu zentrieren und damit sicherzustellen,
daß die Schweißstellen jeweils genau einander gegenüberliegen, sind drei Paare von
Zentrierrollen 42 für das Rohr vorgesehen. Um die Abstände der Rippen auf dem Rohr
gleichmäßig zu halten, sind vorzugsweise zwei Paar Führungsrollen 44 verwendet.
Diese Rollen sind gegenüber den Führungsrollen 40 um einen Winkelbetrag versetzt,
der dem Winkelabstand zwischen nebeneinanderliegenden Paaren von Rippengliedern
entspricht. Die schmalen Elektrodenrollen passen nach unten in :die Rinnenglieder
und legen sich gegen die Basen von gegenüberliegenden Rinnen,. Wenn nun ein Strom
fließt, werden in den Berührungszonen der Rinnen mit dem Rohr Schweißstellen gebildet,
wobei der Strom um den Umfang des: Rohres fließt und beide Schweißungen gleichzeitig
ausgeführt werden.
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Um ;die Enden der Rohre während des Schwer ßeris zu unterstützen,
ragt ein starrer Balken So an beiden Seiten der Schweißmaschine hervor, dessen Enden
durch Füße 52 unterstützt sind. Wagen 54 und 55, von Rollen 56 und 57 getragen,
unterstützen die Enden der Rohre mit Hilfe von Verbindungs: stücken, beispielsweise
Flanschen 59 und 6o und zugehörigen Dornen 61 und 62. Diese können auf Wunsch so
angeordnet werden, daß sie :eine flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Rohr herstellen,
so daß ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser, dem Innern des Rohres. durch den Anschluß
63 zugeführt und durch den Auslaß 64 daraus wieder abgelassen werden kann. Der Flüssigkeitsstrom
kann durch Ventile 65 und 66 gesteuert werden, wobei die Anordnung so getroffen
ist, d.aß im Innern des Rohres ein Überdruck erzeugt werden kann, um auf Wunsch.
eine zusätzliche Versteifung des Rohres gegen den Druck der Elektroden zu ergeben.
So wie die Rohre und Rippen durch die Maschine wandern, fahren die Wagen mit dem
Rohr auf dem Doppel-T-Träger So entlang und unterstützen so das Rohr und verhindern
das Durchbiegen infolge seines Eigengewichts:. Eine solche Anordnung ist besonders
wichtig bei der Herstellung großer Längen von Rippenrohren. Bei kürzeren, steiferen
Rohren ist sie jedoch nicht erforderlich. Einstellschrauben mit Handgriffen 67 und
68 ermöglichen die Quereinstellung der Träger. Ebenso ist der Rahmen mit Einstellschrauben
69 und 70 versehen.
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Dem Betrieb wird eine Rohrlänge mit zwei einander gegenüberliegenden:
Rinnengliedern i i in die Maschine eingeführt. Hierbei wird die Rinne von Rippenrichtrollen
40 und das Rohr von Rohrzentrierrollen 42 geführt. Sobald das Rohr und die Rippen
die Elektrodenrollen 31 und 32 erreichen, wird der Strom eingeschaltet und in der
geeigneten Weise gesteuert, beispielsweise wie oben beschrieben. Das Rohr und die
Rippen werden dann kontinuierlich durch die Maschine gefördert, beispielsweise von
links nach rechts gemäß der Zeichnung, und zwar durch die Elektrodenrollen selbst,
die einen Kraftantrieb besitzen. Dieser Vorgang schweißt zwei gegenüberliegende
Rippenglieder am Rohr mit einer Reihe von Schweißflächen zusammen, wie sie in Fig.
2 bis 6 angedeutet sind.
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Sobald das Rohr die Maschine durchlaufen hat, wird der Schweißstrom
abgeschaltet und das Rohr aus der Führung herausgezogen. Dann wird ein anderes Paar
Rippenglieder angesetzt und das Rohr so weit gedreht, um das Rippengliederpaar,
das gerade mit dem Rohr verschweißt worden ist, in
Richtung und
Eingriff mit den Führungsrollen, 44
zu bringen. Darauf führen die Rippenrichtrollen
das neue Paar Rippenglieder, das als nächstes mit dem Rohr verschweißt werden soll,
in ihre richtige Lage im Verhältnis zu den Rippen, die vorher mit dem Rohr verschweißt
wurden. Die Maschine, ist vorzugsweise umkehrbar, so daß diese Arbeitsgänge an der
rechten Seite der Maschine ausgeführt werden können, wenn die erste Schweißung mit
einer Bewegung des Rohres von links nach rechts gemäß der Zeichnung ausgeführt wurde.
Wenn dann die Rohre und Rippen richtig in die Maschine eingeführt sind, wird der
Schweißstrom eingeschaltet, und die Schweißelektroden werden angetrieben, um das
Rohr mit den daransitzenden Rippen durch die Maschine von rechts nach links zurücklaufen
zu lassen, wobei ein weiteres Rippenpaar mit dem Rohr verschweißt wird. Die Folge
von Arbeitsgängen wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Anzahl von Rippenpaaren
mit dem Rohr verschweißt ist. In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnungen werden
sechs solche Paare verwendet.
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Für den Fall, daß das in Fig. 7 gezeigte Kühlaggregat verwendet wird,
müssen die Dorne 51 und 52 eine ausreichende Länge besitzen, damit das Aufschweißen
der Rippen auf das Rohr in beiden Richtungen ohne Lösen des, Rohres erfolgen kann.
Danach ist es nur erforderlich, dem Rohr eine Teilumdrehung zwischen den Kupplungsgliedern
zu geben, um es zwischen den einzelnen Durchgängen durch die Maschine zu führen.
und in die richtige Lage zu bringen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung geht hervor, daß diese
Rippenrohre schnell und wirtschaftlich hergestellt werden können. Die erfindungsgemäßen
Rohre sind nicht nur vom Standpunkt der Wärmeübertragung aus wirksam, sondern haben
auch große strukturelle Festigkeit und unterliegen keinen Fehlern infolge von Wärmestößen.
Erfindungsgemäß kann der Schweißvorgang überwacht werden, um Schweißungen zu schaffen,
die eine genaue Wärmeübertragung und strukturelle Festigkeit gewähren, welche charakteristisch
für den; gesamten Vorgang sind.
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Verschiedenartige Änderungen und Abwandlungen der Erfindung ergeben
sich für den Fachmann von selbst. Es ist daher klar, daß diese nicht auf die oben
beschriebene- vorzugsweise Ausführungsform beschränkt ist und daß Änderungen und
Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfanges liegen. Es
ist also klar, daß die hier gegebene Beschreibung nur ein Beispiel und keine Beschränkung
des erfindungsgemäßem Verfahrens beinhaltet und daß Äquivalente unter den Schutzumfang
fallen.