DE1085300B

DE1085300B - Verfahren zur Herstellung von Heiz- oder Kuehlkoerpern mit gegossenen Rippen

Info

Publication number: DE1085300B
Application number: DESCH22510A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Guenter Schoell
Original assignee: GUENTER SCHOELL DR ING
Current assignee: GUENTER SCHOELL DR ING
Priority date: 1957-07-22
Filing date: 1957-07-22
Publication date: 1960-07-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus mindestens einem Stahlrohr und gegossenen Rippen bestehenden Heiz- oder Kühlkörpern sowie deren Gestaltung.

Es ist bekannt, Rippenrohre oder Rippenheiz- oder -kühlkörper in der Weise herzustellen, daß ein oder mehrere Stahlrohre als Kerne in eine der gewünschten Formgebung der Rippenkörper entsprechende Sandform oder Kokille eingelegt und die Rippen gemeinsam um das oder die Stahlrohre herumgegossen werden." Diese Art der Herstellung ist jedoch insofern nachteilig, als, insbesondere wenn nur sehr dünnwandige Stahlrohre und zur Erzielung möglichst dünnwandiger Rippen ein sehr heißes, dünnflüssiges Gußeisen verwendet werden, die Stahlrohre verhältnismäßig hohe Temperaturen annehmen. Diese hohen Temperaturen bewirken dabei nicht nur ein Weichwerden der Stahlrohre, sondern zusätzlich auch ein Schrumpfen derselben während des Abkühlungsprozesses, wodurch die Verbindung und damit der Wärmeübergang zwischen den Rohren und den Rippen in Frage gestellt wird. Darüber hinaus aber werden die eingelegten dünnwandigen Stahlrohre häufig auch deformiert, und es besteht fortlaufend die Gefahr, daß das schmelzflüssige heiße Gußeisen die Rohrwand durchbricht. Durch diese aufgezeigten Schwierigkeiten ist der Ausschuß bei diesem bekannten Herstellungsverfahren relativ groß und damit überhaupt die Wirtschaftlichkeit dieses X^erfahrens in Frage gestellt.

Außerdem ist die Herstellung von Rippenrohrkörpern bekanntgeworden, bei denen jeweils die Berührungsflächen zwischen den einzelnen Rippen und dem von diesen umgebenen Stahlrohr zwar verhältnismäßig klein gehalten sind, jedoch die zwischen den Rippen befindlichen Teilmantelflächen des Stahlrohres noch immer mit zwei die einzelnen Rippen miteinander verbindenden Gußsträngen in Berührung stehen. Diese Gußstränge aber leiten gerade wieder die Wärme des dünnflüssigen Gußeisens den Teilmantelflächen des Stahlrohres zu und bewirken eine unzulässige Erwärmung derselben, was wieder die schon oben behandelten Nachteile zur Folge hat. Darüber hinaus aber wirken sich die einzelnen Gußstränge noch insofern außerordentlich nachteilig aus, als sie eine recht große Härte aufweisen, wodurch ein nachträgliches Aufteilen eines solchen Rippenkörpers in einzelne Teilstücke praktisch unmöglich ist.

Gemäß der Erfindung werden die oben aufgezeigten Mängel nun dadurch beseitigt, daß die Rippen derart unabhängig voneinander gegossen werden, daß zwischen den einzelnen Rippen keine gußeiserne Verbindung besteht und die zwischen den Rippen befindlichen Teilmantelflächen der Stahlrohre mit keinem Verfahren zur Herstellung

von Heiz- oder Kühlkörpern

mit gegossenen Rippen

Anmelder:

Dr.-Ing. Günter Scholl,
Eßlingen/Neckar, Mülberger Str. 21A

Dr.-Ing. Günter Scholl, Eßlingen/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden

flüssigen Eisen in Berührung kommen. Hierdurch weisen diese zwischen den Rippen befindlichen Teilmantelflächen eine verhältnismäßig hohe Wärmespeicherfähigkeit und Wärmeableitfähigkeit auf und schützen die mit dem flüssigen Eisen in Berührung kommenden Teile der Rohrwandung vor einer übermäßigen Erwärmung. Da die Stahlrohre bei diesem Verfahren gegenüber dem zunächst schmelzflüssigen und dann rasch erstarrenden Gußeisen relativ kalt bleiben, schrumpfen sich auch die abkühlenden Rippen fest auf die Rohre auf, wodurch zusätzlich eine gute wärmeleitende Verbindung zwischen den Stahlrohren und den Rippen erzielt wird.

Da sich bekanntlich auf der Oberfläche von zu umgießenden Stahlteilen befindliche Oxydschichten beim Gießen schädlich auswirken, besteht allgemein die Fachmeinung, daß eine einwandfreie Verbindung zwischen schmelzflüssigem Gußeisen und eingegossenen oder umgossenen Stahlteilen nur dann zu erreichen ist, wenn die Stahlteile zuvor einen Schutzüberzug, beispielsweise durch Verzinnen, erhalten. Gemäß der Erfindung kann man jedoch auf einen solchen Schutzüberzug dadurch verzichten, daß die Stahlrohre unmittelbar vor dem Einlegen in die Gußform gesandstrahlt und gleich darauf umgössen werden.

Bei einem solchen gemäß der Erfindung hergestellten Rippenheiz- oder -kühlkörper, bei dem also die zwischen den voneinander unabhängig gegossenen

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Rippen befindlichen Teilmantelflächen des Stahlrohres keine Berührung mit dem gußeisernen Rippenmaterial haben, ist die Breite der freien Teilmantelflächen des Stahlrohres vorteilhaft etwa gleich dem halben Rippenabstand.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Rippenheiz- oder -kühlkörper aus mehreren, vorzugsweise zwei parallel zueinander etwa im Abstand der Rippenbreite voneinander angeordneten Stahlrohren und durchgehenden, diese miteinander verbindenden und jeweils gleichzeitig gegossenen Rippen besteht. Da bei einem solchen Doppeloder Mehrrohrrippenkörper das obere Rohr als Druckstab, das untere Rohr als Zugstab und die durchgehenden Rippen selbst als Verbindungsstäbe wie bei einem Fachwerkträger wirken, gestattet diese erfindungsgemäße Ausführungsform auch die Verwendung von dünneren Stahlrohren bei Rippenheiz- oder -kühlkörpern mit einer wesentlich größeren frei tragenden Länge.

Weiterhin können bei Doppel- oder Mehrrohrrippenkörpern die durchgehenden Rippen in an sich bekannter Weise jeweils in der Mitte zwischen den Rohren bis auf schmale Stege durch Einschnitte getrennt sein. Diese Trennung der durchgehenden Rippen erlaubt es wiederum, die Rohre eines solchen Rippenkörpers ohne nennenswerte Verschlechterung des die Wärmeübertragung kennzeichnenden Rippenwirkungsgrades mit Wärmeträgern verschiedener Temperatur zu betreiben.

Eine weitere Möglichkeit gemäß der Erfindung ist auch dadurch gegeben, daß die an dem einen Rohr angegossenen Rippen zu den an dem folgenden Rohr angegossenen Rippen vorzugsweise um einen halben Rippenabstand zueinander versetzt und lediglich durch schrägstehende, schmale Stege miteinander verbunden sind. Diese Ausführungsform ist dabei insbesondere bei laminarer oder schwach turbulenter Strömung zwischen den Rippen, wie dieses beispielsweise bei Raumheizkörpern häufig gegeben ist, von Vorteil.

Schließlich kann ein solcher Rippenheiz- oder -kühlkörper auch mit einem oder mehreren gleichartigen Rippenheiz- oder -kühlkörpern baukastenartig zu Wärmeaustauschsträngen, -schlangen oder Wärmeaustauschpaketen zusammengesetzt werden, wobei sich die freien Enden der Stahlrohre dann entweder unmittelbar aneinanderschweißen oder aber durch zwischengeschaltete Rohrstücke oder Rohrbogen miteinander verbinden lassen.

In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen eines solchen Rippenheiz- oder -kühlkörpers dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rippenkörpers mit einem Stahlrohr, teilweise gemäß der in der Fig. 2 angegebenen Linie c-d geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie a-b,

Fig. 3 einen Doppelrohrrippenkörper,

Fg. 4 einen Schnitt gemäß der Linie e-f,

Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform einer Rippe und

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Doppelrohrrippenkörpers mit zueinander versetzten Rippen.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eines Einrohrrippenkörpers ist das Stahlrohr mit S und jede um dieses herumgegossene Rippe mit R bezeichnet. Die Gestaltung der Rippen R ist dabei derart gewählt, daß die Breite der nicht mit dem flüssigen Eisen in Berührung kommenden Teilmantelflächen etwa gleich dem halben Rippenabstand t/2 ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen biegesteifen Doppelrohrrippenkörper, bei dem die Stahlrohre S₁ und S₂ in einem etwa der Rippenbreite entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind. Die einzelnen, auch in diesem Falle wieder jeweils unabhängig voneinander gegossenen Rippen R sind dabei durchgehend gestaltet und verbinden die Stahlrohre S₁ und S₂ fest miteinander.

Gemäß der in der Fig. 5 gezeigten besonderen Ausführungsform einer solchen durchgehenden Rippe sind deren beide jeweils eines der Stahlrohre ^₁ und S₂ umgebenden Teile in an sich bekannter Weise bis auf einen Steg St durch quergerichtete Einschnitte E wärmeleitend voneinander getrennt.

In der Fig. 6 schließlich ist ein Doppelrohrrippenkörper dargestellt, bei dem die Rippenteile des einen Rohres ^₁ gegenüber den Rippenteilen des anderen Rohres S₂ um den halben Rippenabstand i/2 versetzt und lediglich durch die schrägen Stege St' miteinander verbunden sind.

Da die Gestaltung von Mehrrohrrippenkörpern ohne weiteres aus den in der Zeichnung dargestellten Bauformen der Doppelrohrrippenkörper abzuleiten ist, kann auf eine besondere zeichnerische Darstellung solcher Mehrrohrrippenkörper verziehet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Rippenheiz- oder -kühlkörpern, bei dem die Rippen um ein oder mehrere Stahlrohre herumgegossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen derart unabhängig voneinander gegossen werden, daß die zwischen den Rippen befindlichen Teilmantelflächen des Stahlrohres mit keinem flüssigen Gußeisen in Berührung kommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlrohre unmittelbar vor dem Einlegen in die Gießform gesandstrahlt und gleich darauf umgössen werden.

3. Rippenheiz- oder -kühlkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der freien Teilmantelflächen des Stahlrohres etwa gleich dem halben Rippenabstand (i/2) ist.

4. Rippenheiz- oder -kühlkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus mehreren, vorzugsweise zwei parallel zueinander, etwa im Abstand der Rippenbreite voneinander angeordneten Stahlrohren (S₁, S₂) und durchgehenden, diese miteinander verbindenden Rippen (R) besteht.

5. Rippenheiz- oder -kühlkörper nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Rippen jeweils in der Mitte zwischen den Rohren (,S₁, S₂) bis auf schmale Stege (St) durch Einschnitte (E) getrennt sind.

6. Rippenheiz- oder -kühlkörper nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem einen Rohr (S₁) angegossenen Rippen (R) zu den an dem folgenden Rohr (S₂) angegossenen Rippen vorzugsweise um einen halben Rippenabstand (i/2) zueinander versetzt und lediglich durch schmale Stege (St') miteinander verbunden sind.

7. Rippenheiz- oder -kühlkörper nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einem oder mehreren gleichartigen Rippenheiz- oder -kühlkörpern baukastenartig

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zu Wärmeaustauschsträngen, -schlangen oder -paketen zusammengesetzt ist, wobei die freien Enden der Stahlrohre (S) unmittelbar aneinandergeschweißt oder durch zwischengeschaltete Rohrstücke oder Rohrbogen miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 413 502, 838 647, 750;

schweizerische Patentschrift Nr. 15 891; »Gießerei — Technischwissenschaftliche Beihefte«,

September 1952, S. 429, rechte Spalte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen