DE1047739B

DE1047739B - Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kuehl- oder Heizwaenden als Baueinheitenfuer den Behaelter- und Vorrichtungsbau

Info

Publication number: DE1047739B
Application number: DET10511A
Authority: DE
Inventors: Bruno Aurin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-01-28
Filing date: 1955-01-28
Publication date: 1958-12-31

Description

DEUTSCHES

Im Behälter- und Vorrichtungsbau ist es bekannt, in den zu beheizenden oder zu kühlenden Wänden Kanäle vorzusehen, die von dem Heiz- oder Kühlmedium durchflossen werden. In der Regel sind derartige Behälterwände aus Gußstücken gebildet, während in anderen Fällen um eine glatte Wand eine Rohrspirale herumgelegt bzw. diese Rohrspirale auf die Behälterwand aufgeschweißt wird. Man hat auch vorgeschlagen, unter Vermeidung einer Schweißverbindung in die Behälterwand schlangenförmig verlaufende, tiefe Nuten einzupressen und in diese Nuten Rohre entsprechenden Querschnitts einzulegen und durch Auspressungen in den Wänden klammerartig festzuhalten. Bei kleinen Behältern für die Gefäßfächer in Eisschränken und ähnlichen Kühlvorrichtungen hat man sogar eine Rohrbefestigung gewählt, bei welcher die Kühlrohre unter Verformung ihres Querschnitts zwischen zwei als Behälterwand dienende Platten eingeklemmt werden, wobei mindestens in eine der Platten eine dem gewünschten Endquerschnitt des verformten Kühlroihres entsprechende Nut eingepreßt war.

Diese bekannten Heiz- oder Kühlwände sind wegen ihrer umständlichen Herstellungsweise teuer. Da die Behälterwände gegen hohen, inneren Überdruck absolut dicht sein müssen, andererseits bei Verwendung von auf die Behälterwand aufgeschweißten Rohrkanälen, insbesondere aber bei aufgeklemmten und zwischen Platten eingespannten Rohren, nicht in allen Fällen eine befriedigende Wärmeleitung gewährleistet ist, hat man in der Praxis einteilig gegossene Behälterwände bevorzugt, die sowohl hinsichtlich Dichtheit als auch hinsichtlich der Wärmeleitung den Anforderungen genügen, die indessen — abgesehen von den hohen Kosten für die Herstellung — den Nachteil haben, daß insbesondere bei kleinem Durchmesser der Kanäle die durch den Guß bedingte rauhe Innenfläche der Kanäle außerordentlich hohe Strömungsverluste verursacht und im übrigen das Anhaften von Ablagerungen bzw, Inkrustierungen begünstigt.

Im Heizkesselbau ist es bekannt, wasser- bzw. dampfbeaufschlagte Heizwände zu verwenden, die aus einzelnen, eine im wesentlichen ebenflächige Wand bildenden Gliedern zusammengesetzt sind, wobei die Glieder aus beispielsweise schmiedeeisernen Rohren mit flachem Querschnitt bestehen, die parallel nebeneinanderliegen und an den Enden in gemeinsame Sammelbehälter übergeleitet sind. Hierbei ist eine dichtende Verbindung zwischen den einzelnen Gliedern weder vorgesehen noch erforderlich, da die Heizwände auf der Innenseite lediglich von den Rauchgasen umströmt werden und daher ein dichtender Abschluß nach außen zwischen den einzelnen Gliedern nicht benötigt wird.

Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kühl- oder Heizwänden als Baueinheiten für den Behälterund Vorrichtungsbau

Anmelder: Bruno Aurin, Hemer (Westf,), Teichstr. 77

Brutto Aurin, Hemer (Westf.), ist als Erfinder genannt worden Der Miterfinder hat beantragt, nicht genannt zu werde»

Für den Behälterbau sind solche im Heizkesselbau verwendeten Heizwände nicht geeignet. Zwar ware es denkbar, solche aus flachgedrückten, schmiedeeisernen Rohren bestehenden Glieder an den Berührungsstellen zusammenzuschweißen¹, doch würde dies den Anforderungen im Behälterbau deshalb nicht genügen, weil es auf diese Weise nicht möglich ist, eine so homogene Verbindung zwischen dem Schweißwerkstoff und den benachbarten Rohren zu erzielen, wie sie mit Rücksieht auf die im Betriebe eintretenden Wärmespanr nungen und wegen der Gewährleistung ausreichender Dichtheit auch bei erheblichem Überdruck gerade im Behälterbau gefordert werden muß.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Herstellung solcher als Baueinheiten für den Behälterund Vorrichtungsbau vorgesehener, geschlossener Kühl- oder Heizwände unter gleichzeitiger Vermeidung der den bekannten Vorschlägen gerade für diesen Verwendungszweck anhaftenden Nachteile zu veremfachen. Die Erfindung besteht — ausgehend von den, für Heizkessel bekannten Heizwänden, die aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Rohren flachen Querschnitts zusammengesetzt sind — darin, daß eine Anzahl aus schweißbarem Werkstoff bestehender Rohre gleicher Abmessungen unter gegenseitiger Berührung parallel nebeneinandergelegt und ober- und unterhalb der längs verlaufenden Berührungsstelle miteinander verschweißt wird und daß die auf diese Weise gebildete einteilige Rohrplatte anschließend in einer Walz- oder Preßvorrichtung unter Erzielung ebenflächiger Ober- und Unterseiten auf die gewünschte Dickenabmessung zusammengepreßt wird. Auf diese Weise können absolut dichte Kühl- oder Heizwände mit sehr geringen Dickenabmessungen in

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beliebiger Größe hergestellt werden, wobei durch den dem Preßvorgang zum Flachdrücken der Rohre vorgeschalteten Schweißvorgang auf einfache Weise eine völlig homogene Verbindung zwischen den einzelnen Rohren sichergestellt wird, die selbst bei höheren Innendrücken des Behälters sowohl eine ausreichende Dichtheit als auch eine ausreichende Zugfestigkeit unter gleichzeitiger guter Wärmeleitung gewährleistet. Selbst bei -besonders geringen Dickenabmessungen der fertigen Heizwände und entsprechend kleinem Leitungsquerschnitt der Kanäle ist eine glatte Oberfläche sichergestellt, weil es sich bei den zu verwendenden Röhren um handelsübliche und in \virtschaftlicher Weise herstellbare, nahtlose oder vorzugsweise aus Bandeisen hergestellte und auf Rohrschweißmaschinen längs geschweißte Rohre handelt, welchen die den Gußrohren in bezug auf die Oberflächenbeschaffenheit eigenen Nachteile nicht anhaften. Als Werkstoff für die Rohre kommt insbesondere Stahl in Frage, jedoch sind auch andere schweißbare Werkstoffe für das Verfahren geeignet. Je nach der Eigenschaft des Werkstoffes und des Schweißmaterials ist das Zusammenpressen der Rohrplatte im kalten oder warmen Zustand durchzuführen. Die vorteilhaftere Verformungsmethode ist die, daß die Rohrplatte vor dem Durchlaufen der Walzvorrichtung erwärmt wird, wobei nach dem Walzen an sich bekannte Wärmebehandlungen zur Verbesserung des Materialgefüges angewandt werden können.

Die aneinanderzureihenden und miteineander zu verschweißenden Rohre können auf gleiche Länge geschnitten sein, und zwar so, daß man sie ohne Schwierigkeiten auf einem Vorrichtungstisch aneinanderreihen und durch Schweißen verbinden kann. In manchen Fällen ist es auch möglich, ein langes Rohr schlangenförmig zu biegen, und zwar derart, daß Abschnitte dieses Rohres oder solche von verschiedenen gebogenen Rohren aneinandergefügt werden können. Bei dem anschließenden Zusammendrücken der aus den verschweißten Rohren gebildeten Platte erzielt man völlig gleiche Querschnitte für die Kühl- oder Heizkanäle und ferner glatte, von einer normalen Stahlplatte kaum zu unterscheidende Oberflächen, die im übrigen im Bedarfsfall in bekannter Weise mittels mechanischer Werkzeuge nachbearbeitet werden können. Bei dem Zusammenpressen der Rohrplatte wird das zwischen den Rohren eingebrachte Schweißmaterial besonders innig mit dem Rohrwerkstoff verbunden und auch tief in den Zwischenraum zwischen den benachbarten. Rohren hineingepreßt, so daß auf diese Weise ein praktisch homogener Steg zwischen den benachbarten Rohren aus den Rohrwandüngen und dem Schweißmaterial gebildet wird.

Die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte Rohrplatte bzw.. Heizwand kann entsprechend dem Verwendungszweck bemessen werden. Hierbei ist es möglich, eine Parallelanordnung sämtlicher Kanäle zu wählen oder aber bei Verwendung für einen Behältermantel den Schnitt so anzuordnen, daß die Kanäle zu einer Spirale oder einem Schraubengang aneinandergereiht werden. Selbstverständlich ist es auch möglieh, die Platte je nach der Ausbildung des Behälters ■ — gegebenenfalls unter Wärmebehandlung — zu. biegen, beispielsweise für den Mantel eines zylindrischen Behälters.

Das Zusammenpressen der zunächst aus kreisrunden Rohren bestehenden Platte erfolgt zweckmäßig in einer Walzvorrichtung in der Weise, daß die Platte in Längsrichtung der Rohre durch die Walzvorrichtu:ig hindurchbewegt wird.. Hierbei ist darauf zu achten, daß in der Walzvorrichtung eine Möglichkeit zur seitlichen Ausdehnung der Platte besteht.

Selbstverständlich ist es bei dem Verfahren gemäß der Erfindung möglich, außer von Rundrohren auch "von Rohren anderer Querschnitte auszugehen und diese nach dem Zusammenschweißen zu einer entsprechend dünneren Platte unter gleichzeitiger weiterer Ouerschnittsverformung der Rohre zusammenzupressen.

ίο Die Rohrplatten nach der Erfindung sind besonders geeignet als Kühl- und Heizplatten für Hochöfen sowie als Kokillenmäntel oder als Mantel für Kupolofen. Die Erfindung kann jedoch auch mit Vorteil bei Gefäßen oder Vorrichtungen, die anderen Zwecken dienen, angewandt werden.

In der Zeichnung ist das Verfahren nach der Erfindung sowie das Erzeugnis veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 das Aneinanderreihen runder Rohre und das Verschweißen derselben,

so Fig. 2 die Rohrplatte nach dem Zusammenpressen. Gemäß Fig. 1 werden Rohre 1 gleichen Durchmessers parallel nebeneinandergelegt. Hierauf wird in die oberen und unteren Räume 2 zwischen den aneinandergrenzenden Rohren 1 das Schweißmaterial eingebracht. Die Räume 2 werden beispielsweise auf zwei Drittel bis drei Viertel ihrer Höhe mit Schweißmaterial ausgefüllt. Das eingefüllte Schweißmaterial ist mit 3 bezeichnet. Diese aus Rohren gebildete Platte gemäß Fig. 1 wird nun in eine Walzvorrichtung eingeschoben und in Längsrichtung dieser Rohre durch die A^orrichtung hindurdhbewegt. Dabei wird die Rohrplatte auf eine geringere Stärke zusammengepreßt, wie dies Fig. 2 veranschaulicht.

Die Rohre erhalten hierbei einen, etwa rechteckigen Querschnitt. Das in die Zwischenräume 2 eingebrachte Schweißmaterial 3 wird gleichfalls zusammengepreßt, so daß es mit Sicherheit den Zwischenraum zwischen den benachbarten verformten Rohren ausfüllt. Es bilden sich hierbei glatte Ober- und Unterflächen 4, die gegebenenfalls noch einer Nachbearbeitung unterzogen werden können.

Für Wände von einer Dicke von etwa 40 mm werden Rohre von etwa 80 mm Durchmesser mit einer Wandstärke von etwa 5 mm verwendet. Man kann von diesen Bemessungen nach oben und unten abweichen, jedoch wird man dann diese Bemessung jeweils in Abhängigkeit von den für Kühl- oder Heizzwecke günstigsten Leitungsquerschnitten wählen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rohrplatte der Fig. 1 etwa auf die Hälfte ihrer Dicke zusammengepreßt, wie dies Fig. 2 zeigt. In der Zeichnung sind die Verformungsverhältnisse nur annähernd wiedergegeben, d, h., es ist keine maßstäblich genaue Übertragung der Verformungsvorgänge vorgenommen worden.

Zweckmäßig erfolgt die Zusammenpressung der Rohrplatte jeweils auf etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Rohrdurchmesser. Dabei soll sich möglichst ein rechteckiger Leitungsquerschnitt ergeben, dessen Länge doppelt so groß als die Höhe ist.

Bevorzugt werden die Rohre und damit auch die Platten aus Stahl hergestellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Kühl- oder Heizwänden als Baueinheiten für den Behälter- und Vorrichtungsbau, die zur Durchleitung der Kühl- oder Heizmedien aus parallel zueinander verlaufenden Rohren flachen Quer-Schnitts zusammengesetzt sind, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß eine Anzahl aus schweißbarem Werkstoff bestehender Rohre gleicher Abmessungen unter gegenseitiger Berührung parallel nebeneinandergelegt und ober- und unterhalb der längs verlaufenden Berührungsstelle miteinander verschweißt wird und daß die auf diese Weise gebildete einteilige Rohrplatte anschließend in einer Walz- oder Preßvorrichtung unter Erzielung ebenflächiger Ober- und Unterseiten auf die gewünschte Dickenabmessung zusammengepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte in Längsrichtung der Rohre auf eine geringere Dicke gewalzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte auf etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Durchmesser der-Rohre (1) zusammengedrückt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte bis zur Bildung von langgestreckten, etwa rechteckigen Leitungsquerschnitten, deren Breite z. B. etwa der doppelten Querschnittshöhe entspricht, zusammengedrückt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecksräume (2) zwischen den aneinandergereihten Rohren (1) etwa auf zwei Drittel bis drei Viertel ihrer Höhe mit Schweißmaterial ausgefüllt werden und daß anschließend die Rohrplatte bis zur Bildung glatter Ober- und Unterflächen zusammengedrückt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 888 307, 445 680;
USA.-Patentschriften Nr. 2 585 043, 1 982 075.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen