DE1650111A1

DE1650111A1 - Gewickeltes Rohr sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Rohres

Info

Publication number: DE1650111A1
Application number: DE19671650111
Authority: DE
Inventors: Hideo Sagara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1966-09-27
Filing date: 1967-09-27
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1184380A; US3528162A; US3698223A; SU377995A3; AT285300B; NL6713177A

Description

DR.-INQ. O. STÜRNER V Dr. F. MAYER ·'PATENTANWÄLTE

Telefon (07231) 8749 · PostsAedckonto: Stuttgart 40827 · Bank= Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr. 3370

Γ Dr.-lng.O,St0iner.Dr.F.M«yer,re30Pltm!lidiii_iJulHB-Naetier-S«r.i3 ~]

- Den 25,-September 1967

1850111

Unsere Reg. Nr.

U0A-J)x.

. bitte angeben

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Anmelder: Messrs. Mitsubishi. Jukogyo Kabushiki Kaisha, No. 10, Marunouchi 2-ohome, Chyoda-ku, lolcyo (Japan)

Bezeichnung: Gewickeltes Rohr sowie Terfahren und Torrichtung zur Herstellung eines solchen Rohres.

In den letzten Jahren ist in der Industrie eine stärkere Verwendung von Hochdruckverfahren zu verzeichnen, ,besonders in der chemischen Industrie.

Diese Verfahren erfordern Behälter und Rohrleitungen, die in der Iiage sind, hohe Innendrücke bei größeren Durchmessern auszuhalten. Da die Durchmesser der Behälter und Rohrleitungen größer geworden sind, hat es sich als immer schwieriger erwiesen, diese Behälter aus Metallplatten zu bilden. Die zur Hersteilung der Wände und Ummantelungen dieser Behälter und Rohrleitungen aus Metallplatten erforderliche Anlage ißt sehr groß und teuer. .

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Es ist daher als vorteilhaft betrachtet worden, Hochdruck- behälter und Rohre durch spiralförmiges Wickeln eines hoch dehnbaren Stahlstreifens von etwa 3-4 mm Dicke und ca, 1600 mm Weite um einen zylindrischen Kern zu bilden. Fach Herstellung solcher einzelner Rohre können diese durch Schweißen zu einer Hochdruck-Rohrleitung verbunden werden oder auch zu Hochdruckbehältern durch Anfügen von Abschlußmitteln. Da ein verhältnismäßig dünnes Stahlblech leicht erhältlich ist und in großen Durchmessern gewickelt werden kann, ist man zu einer einfachen, sicheren und wirksamen röhrenförmigen Hochdruckeinheit gelangt, die keine umfangreichen und teueren A lOrmgebungsmittel zum Formen der Wände der Einheit erfordert, wie es der Fall wäre, wenn verhältnismäßig dicke Stahlplatten ■ verwendet wurden. ·

Beim Bau von chemischen Anlagen und anderen Einrichtungen, die Hochdruckbehälter und/oder Rohre erfordern, sind daher spiralförmig gewickelte Rohreinheiten mehr und mehr in den Gebrauch gekommen, weil es nicht möglich war, die nötigen Rohre aus einer einzigen Stahlblechschicht zu bilden, zumal es schwierig ist, Stahlblech in solchen Dicken zu erhalten und auch wegen der Größe und den Kosten der erforderlichen Einrichtungenfür die Verformung solchen Bleches in Rohre. Ein weiterer Vorteil solcher spiralförmig gewickelter Rohre ist, < ■ "/ P daß sie keiner längsnahtverschweißung im Vergleich zu blatten* einheiten bedürfen, so daß damit die sich durch die Heißbehandlung der iängsnähte ergebenden Probleme vermieden werden. Wegen der Schwierigkeiten in der Herstellung von Rohrgliedern aus dickem Stahlblech ist die Verwendung von spirätförmig umwickelten Vielsöhißhijrohrgliedern stets gebräuchlicher geworden.

Bei der Herstellung von spiralförmig gewickölteÄ VielschioEtrohren von großer Länge und Dicke unter Verwendung von verhältnismäßig dünnem Blech, muß dieses sehr oft umgewickelt werden, um zur gewünschten Dicke zu gelangen und falls notwendig, müssen

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die Rohre alsdann stumpf zusammengeschweißt werden, wenn eiae Rohrleitung von größerer länge "benötigt wird. Bei Verwendung von Blech mit einer Dicke von 4 mm oder weniger muß auf die Enden der Vielechichtröhre ein Polster aufgetragen werden, ehe sie zusammengeschweißt werden können. Aus diesem Grunde ist die Zeit, die zum Zusammenschweißen von Vielschichtrohren benötigt wird, erheblich langer als die für spiralförmig gewickelte Einheiten und es ist selbstverständlich, daß die zum Zusammenschweißen der Rohre erforderliche Zeit im umgekehrten Verhältnis zur Dicke des für die Umwicklung verwendeten Stahlbleches steht. Dazu kommt, daß, wenn das zum Umwickeln verwendete Blech verhältnismäßig dünn ist, wie z.B. in der obenerwähnten Größenordnung, die thermische Leitfähigkeit des Gliedes gering ist, wegen der großen Anzahl an Zwisohenkanten. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit des dünnen Bleches ist die Heißbehandlung der geschweißten Bereiche ein sehr langsamer Vorgang, weil die Rohre sehr langsam und gleichmäßig erhitzt werden müssen, um das Aufkommen von übermäßiger Spannung in den spiralförmig gewundenen Schichten zu vermeiden. Ferner muß bei der Heißbehandlung von aus dünnem Blech gebildeten Rohren eine vollständige Einrichtung erstellt werden. Der ]?ertigungsprozeß nimmt viel Zeit in Anspruch, während dem die Oberfläche des Vielfachschicht-Bleches oxydiert.

Die soeben beschriebenen Nachteile für dünnes Blech verändern sich direkt mit der länge und ganz besonders mit der Dicke der gebildeten Rohre.

Die Nachteile, die von der Verwendung dünnen Bleches bei spiralförmig gewickelten Vielschichtrohren herrühren, können verringert oder ausgeschaltet werden, wenn die Blechdicke auf über 5 mm bis einer von ca· 12 mm erhöht wird. In der Praxis allerdings bereitet es Schwierigkeiten, das Blech in einer vielfachen Anzahl von Schichten, besonders in kaltem Zustand zu wickeln oder spiralförmig zu winden, wenn die Dicke des Blech- öder Plattenmateriäls größer wird.

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Dazu kommt, daß es schwer ist, von einem Hersteller Bleehrollen in einer Dicke von 12 mm zu erhalten, das entschuppt, geglättet und gehärtet bzw. vergütet ist und dessen beide Kanten genau auf die gewünschte Breite zugeschnitten sind, Für die erfindungsgemäßen Zwecke muß das Blech die Form eines langen Streifens haben, so daß es fortlaufend um einen Rohrkern gewickelt werden kann und ein Vielschichtrohr bildet. Wenn * in der Folge von Streifenmaterial die Rede ist, so bezieht sich dies auf ein fortlaufendes Band von Blechmaterial, ohne auf eine bestimmte Dicke beschränkt .zu sein. Hat man in der oben beschriebenen Weise behandeltes und geformtes Stahlblech erhalten und in Streifenform zusammengeschweißt, ist die Biegefestigkeit und Elastizität des Streifens sehr hoch (z.B. ist bei einem Stahlstreifen mit einer Dicke von 12 mm die Wicklungskraft zwischen 16 bis 64 mal so groß im Vergleich , zu derjenigen, die erforderlich ist, um ein ähnliches Stahlmaterial von nur 5 bis 4 mm Dicke zu wickeln). Wenn ein solches Material gewickelt wird, ergeben sich Micken oder Spalten zwischen den Schichten und da die Ducken größer werden, ergibt sich an der äußeren Oberfläche jeder Schicht eine übermäßige Zugbeanspruchung. Wenn die Schichten des Rohres beim Wickelvorgang stark beansprucht werden, leidet ihre Widerstandsfähigkeit gegen Druck von innen.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum spiralförmigen Wickeln eines verhältnismäßig dicken Streifens aus Stahlmaterial vor, bei welchem die obenerwähnten Nachteile entfallen. Erfindungsgemäß wird das Streifenmaterial aus Stahl zunächst in Rollenform aufgewickelt oder es erhält eine Kurvenform mit einem Radius, der ungefähr dem Radius des zu formenden Rohrgliedes gleichkommt. Beim spiralförmigen Wickeln des Rohres wird das Stahlmaterial von der Rolle abgewickelt und unter Druck mit Hilfe einer Druckwalze am Wicklungspunkt oder an der Wickelstation aufgepreßt. Im Verlaufe der Wicklung

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des Stahlmaterials auf das Rohrglied können, falle es sich als notwendig erweist, die Kanten des Streifens durch die von der Druckwalze ausgeübte Kraft seitlich verschoben werden, wodurch die Streifenkanten in den nachfolgenden Schichten richtig ausgerichtet werden können.

Die vorliegende Erfindung geht von der Verwendung eines Stahlstreifens mit einer Dicke über 5 mm aus, dessen Vorder- und Hinterkanten das Kernglied bzw» das Ummantelungsblech des Rohres berühren und die Keilform, haben_r um sich an diese jeweiligen Glieder richtig anzulegen, damit eine lückenbildung während des Wickelvorganges vermieden wird. ¥enn der Streifen vollständig auf den Kern aufgewickelt ist und sein äußeres oder inneres Ende durch ein Abschlußglied an seinem Platz festgespannt ist, kann eine Vielzahl von Bohrungen oder Öffnungen oder löchern durch das Ummantelungsglied und die Vielfachschichten bis zur Innenfläche der inneren Schicht angebracht werden. Wenn die nach der vorliegenden Erfindung gebauten einzelnen Rohre zu einer Einheit zwecks Verwendung als Rohrleitung oder Behälter zusammengeschweißt werden müssen, können die Öffnungen durch die Schichten des,Rohrgliedes dazu verwendet werden, während der Wärmebehandlung der geschweißten Enden ein Edelgas durch die Schichten strömen zu lassen. Der Edelgasstrom tritt an die Stelle der zwischen den Schichten eingesperrten Luft und verhindert die Oxydation der Kontaktflächen der Schichten. Zusätzlich können Meßinstrumente in die Öffnungen eingeführt werden, um die geeigneten iCemperaturen in den verschiedenen Schichten zu bestimmen und aufrechtzuerhalten.

Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Stahlstreifen, die in Bollen mit eine? Krümmung angeliefert werden, welche derjenigen des zu formenden Rohrgliedes ähnlich ist. Die Rollenform des Streifens ermöglicht es* diesen genau passend um den Kern zu wickeln, wozu an der

Wickelstation/
/ nur eine verhältnismäßig geringe Druckkraft nötig is t. Infolge ; der gekrümmten Form des Stahlstreifens und der Art und Weise,' in welcher dieser der Wickelstation zugeführt wird, wird die äußere Oberfläche des Stahlmaterials beim Wickeln um das Rohrglied leicht verkürzt und die innere Oberfläche leicht verlängert. Auf diese Weise kann der Stahlstreifen in derselben Form gewickelt werden, wie.wenn ein flacher Materialstreifen unter Zugbeanspruchung aufgelegt wird.

Für den Fall, daß die Kante des umzuwickelnden Streifens irgendeine Verschiebung erfährt gegenüber der Kante des bereits um den Kern gewickelten Streifens, besieht die Möglichkeit,an der Wickelstation auf eine Hälfte der Walze einen erhöhten Druck auszuüben und dadurch den Streifenrand beim Wickeln seitlich zu verschieben. Bei solchem Verfahren wird der !eil des Stahlstreifens, der einen höheren Druck erfährt, mit kürzerer Länge gewickelt und in die richtige Richtung mit der Kante der darunter liegenden Schicht gebracht.

Um während des Wickelvorganges jegliches Schlüpfen zwischen den Schichten des Stahlstreifens sowie die Bildung von Lücken zwischen den aiiegenden Schichten zu verhindern, genügt die Kraft der Druckwalze, um auf dem Stahl eine Reibungskraft zu bewirken und so JeglichesRutschen auszuschließen. Man kann jedoch auch die Endränder der Schichten beim Durchlaufen "jeder Schicht durch die Wickelstation punktschweißen.

Bei spiralförmig gewickelten Rohren, bei denen gemäß der vorliegenden Erfindung verhältnismäßig dicke Stahlstreifen verwendet werden, ist der Abstand zwischen den anliegenden Flächen der Schichten größer als bei Verwendung dünnerer Streifen. Wenn viele solcher Roiirglieder endweise aneinandergefügt werden» kann ein Schweißstab größeren Durchmessers und ein fortlaufendes Schweißverfahren angewendet werden, was einen erheblichen Vorteil gegenüber der früheren Methode bedeutet. ·

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T-

Während des Schweißens, bei dem die einzelnen Schichten erhitzt werden und sich ausdehnen^ kann die Luft zwischen den anliegenden Schichten durch die in den Rohrgliedern angebrachten Öffnungen entweichen. Wenn als Streifenmaterial legierter Stahl verwendet wird, können die Inertgase zum Härten der Schweißnähte zwischen die Schichten eingeführt werden. Darüberhinaus kann die Temperatur der einzelnen Schichten durch Einführung eines Instrumentes in die radialen Öffnungen im. Rohrglied gemessen werden, um einen geeigneten Temperaturbereich während dem Tergütungsverfahren aufrechtzuerhalten. Ferner ist -wegen der größeren Dicke des verwendeten Stahlmaterials die thermische Leitfähigkeit des Rohrgliedes verbessert und damit die Zeit für die Wärmebehandlung verringert. Dazu kommt, daß die in die öffnungen des Rohrgliedes eingeführten Edelgase jegliche Luft zwischen den Schichten verdrängen und die Möglichkeit der Oxydation der aneinander grenzenden Oberflächen der Schichten verringern» j

Demgemäß ist es Hauptgegenstand der Erfindung, ein Hochdruckrohr durch spiralförmiges Wickeln eines verhältnismäßig dicken Metallstreifens aus Stahl zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dazu ein Metallstreifen mit gekrümmter Form oder aufgerollt mit einem Radius verwendet, der etwa dem des Rohres entspricht, bevor der Streifen um den Kern gelegt wird, ^:

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein spiralförmig gewickeltes Rohr zu schaffen, bei welchem die übereinanderliegeüen Schichten in enger Berührung miteinander sind und die Schichten nach erfolgter Umwicklung des Gliedes (Kernes) gegen Gleiten oder Verschieben gesichert sind.

Des weiteren wird erfindungsgemäß der Krümmungsradius des Metallstreifens unmittelbar vor· der Wickelstation vergrößert.

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Außerdem-wird naoli der Erfindung der Metallstreifen bei der Wicklung um das Rohrglied mit keilförmigen Vorder- und Hinterenden -versehen, wodurch der Streifen eine richtige zylindrische Form erhält.

Zur Einführung von Inertgas während der Wärmebehandlung werden erfindungsgemäß Öffnungen von der Außenseite des Rohres durch die gewickelten Schichten angebracht.

Die Erfindung hat ferner zum Gegenstand, ein Rohr zu schaffen, das als. Ganzes in axialer Anordnung mit ähnlichen Einheiten entweder zu einer Rohrleitung oder zu einem Behälter für hohe P Flüssigkeitsdrücke und dergleichen zusammengebaut werden kann.

Da gemäß der Erfindung zur Herstellung spiralförmig gewickelter Rohre Metallstreifen verwendet werden, die im Vergleich zu den früher verwendeten eine größere Dicke aufweisen, werden die Kosten für die Fertigung der Einheiten wie auch die hierzu erforderlichen Einrichtungen auf ein Minimum herabgesetzt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

. Es zeigen:

Fig.! eine schematische Darstellung des zur Fertigung von

erfindungsgemäßen Vielsehichtrohren verwendeten Gerätes,

Fig.2 ein erfindungsgemäßes Rohr im Querschnitt und

Fig.3 eine Fängsansicht einer zusammengesetzten Rohreinheit, die aus einer Anzahl Rohren gemäß dem Rohr von Fig.2 gebildet ist, teilweise im Schnitt.

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In Fig.l ist ein Rohr 10 gezeigt, wie.es■ "'mit einem Metallstreifen 2 etwa aus Stahl durch Wickeln um ein Kernglied 1 gebildet wird. Der Metallstreifen ist 12 mm dick und 1800 mm

2 breit mit einer Zugfestigkeit Ton 60 kg je mm und wird in einer Rolle mit einem Krümmungsradius angeliefert, der demjenigen des zu bildenden Rohres nahekommt. (Die Metallstreifenrolle ist in Fig.l nicht gezeigt) Yon der Rolle läuft der Metallstreifen 2 zwischen einem Walzenpaar 4¹ durch und gelangt dann zu einer Druckwalze 4, welche die Wickelstation A bildet,· das ist die Stellung, bei welcher der Metallstreifen anfängt, auf das Kernglied 1 aufgespult zu werden. Die Druckwalze 4 übt einen nach innen gerichteten Druck auf den um das Rohrglied gelegten Metallstreifen aus, wie durch den Pfeil angezeigt. Da der Metallstreifen 2 bei Aufgabe in die Wickelstation A in gekrümmter Form geliefert wird, muß durch Walze 4 ein verhältnismäßig geringer Druck ausgeübt werden, um das Material um das Kernglied 1 zu wickeln. Auf der der Wickelstation A gegenüberliegenden Seite des Rohres 10 ist ein Paar nach außen verschiebbarer Walzen 4" angeordnet, welche das Rohr drehen, während es gebildet wird, um es in Anlage an der Druckwalze 4 zu halten. Die Stellung der Walzen 4'ist verstellbar, so daß der Metallstreifen 2 beim Einlaufen in die Wickelstation A einen leicht größeren Krümmungsradius "r» erhalten kann als der Radius R auf dem Rohr, Wenn z.B. der Radius R des Metallstreifens auf dem '-Rohr 10 gleich 2000 mm ist, dann entspricht dies einem Radius "r" von etwa 2180 mm beim Einlauf in die Wickelstation A. Die dem Metallstreifen gegebene größere Krümmung bewirkt, daß die äußere oberfläche 2' des Stahlmäterials unmittelbar vor der Wickelstation A ein© etwas flachere Form annimmt und die innere Oberfläche 2" wird im gleichen Bereich leicht verlängert, nämlich etwa um 0,25/iOÖQ cm/cm. In andern Worten, wenn das Stahlmaterial 2 bei der Wickelstation A auf das Rohrglied aufgewickelt wird, ist seine äußere Oberfläche 2¹ im Vergleich zur inneren Fläche 2* um 0,50/1000 cm/cm kürzer.

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Nimmt man an, daß der Dehnungskoeffizient des Stahlmäterials E= 2 χ 10 kg/cm ist, dann ist die Zugbeanspruchung E χ 0,25/1000 und entspricht 500 kg/cm an der inneren Fläche des Metallstreifens an dem Punkt, wo er auf das Rohr aufgelegt wird, nämlich in Winkelstation A.

Jegliche Neigung einer Schicht, in Bezug auf die andere an

der Winkelstation A zu rutschen, wird durch die Reibungskraft, die durch die Druckwalze 4 mit einer Druckkraft von ca. 300 t. hervorgerufen wird, verhindert« Außerdem kann ein Rutschen auch verhindert werden, indem man die Schichten durch Punktschweißen zusammenheftet, nachdem sie die Wickelstation A durchlaufen haben. Nachdem der Metallstreifen 2 durch die Wickelstation A hindurchgegangen ist und eine

Schicht 3 auf dem Rohr 10 bildet, wird ein Zug von 500 kg/cm im gesamten Abschnitt des Streifens entwickelt, wenn er den Radius (R) von 2000 mm annimmt. ·

Wenn während des Wickelvorgange s die Kante des Metallstreif ens, welcher der Wiokelstation A aufgegeben wurde, sich über die Kante der um den Kern 1 gewickelten Schicht 3 hinaus erstrecken sollte, kann die Größe der durch die Walze 4 ausgeübten Kraft gegen den sich erstreckenden Kantenteil erhöht werden, so daß er mit kürzerer Länge gewickelt wird und sich in Richtung auf die Kante der Schicht bewegt» auf der er liegt. Auf diese Weise ist es möglich, die Kanten des Metallstreif ens während des Wickelvorganges in gleiche Ausrichtung mit den Kanten zu bringen, die bereits auf dem Kernglied liegen.

Wie aus lig.l und 2 zu ersehen ist, hat der Anfang 2a des Metallstreif ens 2, der um den Kern, !gewickelt ist, eine *. keilförmigeGestalt, so daß es auf dein Kern richtig aufliegt und keine Mcke zwischen dem Kern und dem umgewickelten Metalkstreifen entsteht. Aus demselben G-runde ist auch das Ende 2b des Strtlfens dort mit einer ähnlichen Keilform versehen,

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wo es mit der Ummantelung 5 in Berührung kommt, (s.lig.2) Die Deckmäntel 5 haben halbzylindrische Gestalt mit einem inneren Durchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser der äußeren Schicht 3 gleichkommt, die um den Kern gewickelt ist.

Wenn das Rohr 10 an ein anderes ähnlichesGlied zur Schaffung eines zusammengesetzten Rohres oder Behälters oder an ein Abschlußglied, welches das Ende eines Behälters oder Gefäßes bildet, angefügt werden soll, ist es mit einer Anzaiil radial angeordneter öffnungen 7 versehen, die von der äußeren Oberfläche der Ummantelungen 5 nach innen, zur inneren Oberfläche der innersten Schicht 3 des Metallstreifens 2 gehen. Der Zweck der Öffnungen 7 wird weiter unten erläutert.

Die Rohre 10 können durch Schweißen zu einer langen Rohreinheit zusammengefügt werden, wie aus Pig.3 ersichtlich.

Bei dem spiralförmig gewickelten Rohr 10 verringert die Schichtdicke von 12 mm die Gesamtzahl der Schichten und die Gesamtlänge des verwendeten Metallstreifens im Vergleich mit Rohren, die eine Schichtdicke von 3 mm haben, um ein Viertel. Wegen der größeren Dicke und der geringeren Anzahl von Zwischenflächen ist die thermische Leitfähigkeit in radialer Richtung der Schichten besser als in einem Rohr, das eine größere Anzahl dünnerer Schichten aufweist. Wenn eine Anzahl. Rohre 10 zu einer Leitung zusammengefügt werden, ist kein Polster an den Endflächen der Schichten notwendig, wie dies bei den Rohren der lall war, bei denen ein viel dünnerer Streifen verwendet wurde. Die dickeren Schichten können in einem fortlaufenden, automatischen Schweißarbeitsgang zusammengefügt werden.

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Nachdem einzelne Rohre 10 zusammengeschweißt sind, wie in Pig.3 gezeigt, wird besonders wo Legierungsstähle verwendet werden, die zusammengeschweißte Einheit gehärtet bzw. vergütet, indem man ein Inertgas durch die Öffnungen 7 einführt. Während des Härtevorganges können Temperaturme ßinstrumente in die Öffnungen 7 eingeführt werden, so daß die Temperaturverteilung in den verschiedenen Schichten kontrolliert und die Temperatur, falls erforderlich, richtig eingestellt werden kann. Außerdem wird durch die Durchströmung der Schichten des Rohres mit Inertgas jegliche vorhandene Luft ausgetrieben und die Möglichkeit der Oxydierung der aneinander stoßenden Schichtoberflächen ausgeschaltet. Nachdem der Härtearbeitsgang beendet ist, können die Öffnungen 7 auf irgendeine geeignete Art verschlossen werden.

Obwohl die vOrliegende Erfindung als ein Verfahren zur Herstellung von spiralförmig umwickelten Rohrgliedern beschrieben wurde, ist es auch möglich, sie bei Bildung einer Streifenabspulrolle, von welcher der Streifen auf das Rohr herunt ergespult wird, zu verwirklichen. Danach kann ein Stahlstreifen mit einer Dicke von 12 mm im Kaltwalzverfahren unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens gemäß Pig.l aufgewickelt werden.

Auf diese Weise erhält man eine Stahlstreifenspule zur Herstellung von Rohren oder für andere Zwecke, die entschuppt, geglättet und auf das verlangte Maß richtig zugeschnitten ist. .. ■ - ■ ■■ "^: ■' ; ^: .Γ :V ■■■. ■;■ ..-.; -^; /.■.■■ ;-.

Wenn das Stahlmaterial auf diese Weise vor Wicklung auf den Kern, aufgespult ist, wird das Ende des Stahlmaterials nicht dazu neigen, von seiner Wickellage zurückzusprigen, besonders wenn es auf der Ausgangsspule einen Radius hatte, welcher ungefähr dem Krümmungsradius gleichkommt, den der Streifen beim Aufwickeln auf den Kern erhält. Wird ein solcher

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vorgespulter Stahlstreifen verwende, ist kein erhöhter Druck an der Wickelstation notwendig. Es ist auch nicht erforderlich, den Streifen zu Beginn der Umwicklung auf das Kernglied aufzuschweißen oder zu heften. Wie zuvor angegeben, vergrößern die Walzen 4 * in Verbindung mit der Druckwalze 4 beim Einführen des Streifens in die Wickelstation den Radius des S^ahlmaterials und geben ihm eine etwas flachere IPorm an der Stelle, wo er in die Wickelstatinn A einläuft.

Somit ist es möglich, ein Rohr mit einem verhältnismäßig breiten und dicken Metallstreifen auf einfache, wirkungsvolle und wirtschaftliche Weise zu wickeln.

Der Streifen kann von einem Hersteller in entschupptem, geglättetem und beschnittenem (usw) Zustand vorgerichtet werden und alsdann zum Versand und zur Verwendung für Vielsehiehtrohre auf den gewünschten Krümmungsradius heruntergespult werden. Wahlweise kann die Rolle direkt zum Zwecke des Härtens oder der Standardisierung wärmebehandelt und in dieser Form versandt werden.

Verglichen mit den dünnen Metallquerschnitten, die bislang verwendet wurden, ist es möglich, durch Anwendung eines Metallstreifens von 12 mm Dicke eine verbesserte thermische leitfähigkeit zu erhalten. Die Steifigkeit des Streifens ist wegen seiner Dicke derart, daß er bei der Wärmebehandlung nicht deformiert wird, was viel eher der Pail ist, wenn dünne Querschnitte verwendet werden. Darüberhinaus ist es leichter, den dickeren Stahl-Querschnitt zu standardisieren, um seine Bließgrenze zu erhöhen und diese Standardisierung kann vorgenommen werden, solange das Material in Rollenform ist. Wenn ein spiralförmig gewickelter Metällstreifen in der Herstellung von Rohren wie beschrieben verwendet wird, wird der üblicherweise vor dem Wickeln angewandte Eiege-Arbeitsgang ausgeschaltet. Anders ausgedrückt, wenn Metallblech mit höhrer

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Fließgrenze und ungekrümmt aufgespult oder spiralförmig auf ein Kernglied 'gewickelt wird,sind umfangreiche Einrichtungen und erheblicher Kraftaufwand erforderlich, um die erforderlichen Biegekräfte zu erzeugen, wogegen "bei Anwendung der vorliegenden Erfindung derartige Einrichtungen nicht notwendig sind.

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Claims

Dr-inq. O. STQRNER.- Dr. F. MAYER · PATENTANWÄLTE

7530 PFORZHEl M . juliws-n-aeher-strasseu Telefon (07231) 8749 · Postscheckkonto: Stuttgart 408£7 · Bank: Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr. 3370

15 Pen 25. September 1967

Unsere Reg. Nr.

1404-Dr.M/Oi

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Patentansprüche

1. Aus einem zylindrischen, hohlen Kern und einem Metallstreifen durch spiraliges Wickeln um den Kern gebildetes Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem in freiem (nicht verspannten)Zustand etwa dem Radius des Rohres entsprechenden Radius vorgekrümmte, über 5 mm dicke Metallstreifen (2) den Kern in einer Vielzahl von Schichten satt umschließt, die ihrerseits von einem eng an der äußeren Schicht anliegenden Deckmantel (5) umschlossen sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das innere Ende (2a) des genannten Metallstreifens (2), das auf dem Kern (1) aufliegt, in keilförmiger Gestalt (2a) ausläuft.

3. Rohr gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (2b) des Metallstreifens (2), das unter dem Deckmantel (5) ah"diesem anliegt, keilförmig (2b) ausläuft.

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4. Rohr nach .Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß radial durch das Deckglied (5) und die Schichten (3) des genannten Metallstreifens (2) nach innen zur äußeren Oberfläche des Kerns (1) verlaufende Öffnungen (7).angebracht sind.

5. Rohr als Hochdruckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Bildung aus einer Vielzahl von Rohren, 'die endweise -in axialer Ausrichtung zu einer Einheit zusammengefügt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß einem der

P Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgekrümmter Metallstreifen (2) mit einer Dicke von über 5 mm in eine Wickelstation (10) eingeführt und dort unter dem Druck von mindestens einer Druckwalze (4),deren Druckkraft längs ihrer Achse verstellbar ist, in eng aufeinander-■■.".'liegenden Schichten (3) spiralförmig gewickelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zu wickelnde Metallstreifen (2) in die Wickelstation (10) von einer Streifenrolle abgespult wird, die einen Radius hat, der annähernd dem Radius des zu bildenden Rohres entspricht.

8* Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Metallstreifens unmittelbar vor dessen Einlauf in die Wickelstation (10) vergrößert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Einlauf des Metallstreifens (2) in die Wickelstation (10) die äußere Oberfläche desselben etwas flacher gestaltet wird, wobei die innere Oberfläche des Metallstreifens an dieser Stelle im Vergleich zu der ihr gegenüberliegenden äußeren Oberfläche leicht verlängert wird.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr warmbehandelt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere und hintere Ende des auf einen Kern gewickelten Streifens (2) keilförmig (2a, 2b) gestaltet ist. .

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch . gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (2) an einer Stelle vor der Wickelstation erfaßt wird, wobei zwischen der Stelle, an welcher der Streifen erfaßt wird und/der Wickelstation (10) Druck ausgeübt wird, wodurch der Radius des Streifens vergrößert und die äußere Oberfläche des Streifens unmittelbar vor der Wickelstation leicht flacher gestaltet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die äußere Schicht des gewickelten Streifens ein Deckmantel (5) derart angebracht wird,daß er die Schichten (3) in ihrer Wickelposition hält.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Deckmantel (5) und die Schichten (3) radiale Öffnungen eingebracht werden, die an der inneren Oberfläche der inneren Schicht des spiralförmig gewiekelten Metallstreifens enden,

15« Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14 zur Herstellung eines Rohres gemäß Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Rohren endweise in axialer Ausrichtung zu einer Einheit zusammengefügt werden.

16» Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre unter DürchstrÖmung mit einem durch die Öffnungen (7). eingeführten Inertgas gehärtet bzw. vergütet weiden.

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17. Torrichtung zum spiralf örmigenWiekeln eines Metalls tre if ens zur. Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine den Metallstreifen in Rollenform überführende Druckwalze (4), eine den Metallstreifen der Druckwalze (4) zuführende Einrichtung (4¹) sowie nach auswärts verschiebbare Stützelemente (4") zum Stützen der Streifenrolle (3), welche diese in Kontakt mit der Druckwalze j[4) halten, der.en Druckkraft längs ihrer Achse verstellbar ist, aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17> dadurch gekennzeichnet, daß die zuführende Einrichtung aus zwei Zuführrollen (4¹) besteht, die beidseits des Metallstreifens (2) derart angeordnet sind," daß der Streifen (2) vor Einlaufen in die Druckwalze (4) ergriffen und der Radius des Streifens im Zusammenwirken mit der Drückwalze (4) vor seiner Aufwicklung vergrößert wird.

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