DE3425382A1

DE3425382A1 - Verfahren zur herstellung von roehrenwaermeaustauschern

Info

Publication number: DE3425382A1
Application number: DE19843425382
Authority: DE
Inventors: Thomas John Dayton Ohio Lord
Original assignee: United Aircraft Products Inc
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1983-07-25
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1985-02-28
Anticipated expiration: 2004-07-11
Also published as: GB8418410D0; JPH0724980B2; US4528733A; GB2146083B; GB2146083A; JPS6044236A; DE3425382C2

Description

Verfahren zum Herstellen von Röhrenwärmeaustauschern

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von !5 Röhrenwärmeaustauschern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere ein relativ einfaches und wirksames Mittel anzugeben, um mechanisch Röhren mit Sammlern zu verbinden, insbesondere bei Hochleistungswärmeaustauschern hoher Dichte.

Wärmeaustauscher, bei denen viele Rohre eng gepackt zusammengefaßt sind, werden häufig eingesetzt, insbesondere in Flugzeugen, wo deren kompakte Konstruktion und verstärkte Wärmeübertragungseigenschaften oft wichtige Vorteile zeitigen. Die Herstellung solcher Wärmeaustauscher stellt gewisse Probleme, beispielsweise bei der Anbringung der Röhren an tragenden Sammlern oder Rohrboden und bei der Abdichtung der Vielzahl von Röhren gegen die Sammler oder Rohrboden-

QQ dichtungen. Nach einem typischen Beispiel besteht ein kompakter Röhrenwärmeaustauscher aus etwa 600 Röhren, die zwischen Sammlern oder Rohrboden von 6 Zoll oder weniger Durchmesse-r angebracht sind. Die Röhren haben einen Durchmesser in der Größenordnung von 1/8 Zoll

g₅ und eine Wanddicke von 0,010 bis 0,005 (englisch) Zoll. Die die Röhren aufnehmenden Löcher im Sammler haben relativ enge Durchmesser, um eingeführte Röhren aufzunehmen und sind durch Bänder oder Ligamente vom festen

Sammler oder Rohrbodenmaterial getrennt, die so schmal wie möglich ausgebildet sind, soweit noch mit den erwarteten Beanspruchungen und der baulichen Integrität vereinbar. Die Röhren müssen mit den Sammlern oder Rohrböden verbunden werden, indem man sowohl eine Dichtung wie eine Verbindung herstellt.

Historisch wird die Verbindung von Röhren mit Sammlern bei einem Röhrenwärmeaustauscher in Stauch- und Rolltechnik durchgeführt. Diese sind im allgemeinen nicht anwendbar auf kompakte Wärmeaustauscher wegen der geringen Innengröße der Röhre und wegen der Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung an der relativ dünnen Röhre und der dauernden Beanspruchung, die bei relativ schmalen Sammlerbändern auftreten kann. Somit besteht das Verbindungsverfahren im allgemeinen im Löten. Bei einer repräsentativen Lötverfahren wird eine Lötlegierung in Aufschlämmungs-, Folien- oder ähnlicher Form in jede Röhre an der Sammlerverbindung eingeführt und die komplette Anordnung aus Sammlern bzw. Rohrböden und montierten Röhren wird in einen Spezialofen gegeben. Hierin befindet sich eine Inertatmosphäre; unter gesteuerten Bedingungen wird die Temperatur der Anordnung auf einen bestimmten Wert erhöht und dann abgesenkt.

Die Lötlegierung schmilzt und fließt unter Füllen der Stoßstelle, in welcher sie enthalten ist, und härtet dann aus.

Als Verbindungsverfahren zeitig das Löten viele Vorgo teile und wird populär und erfolgreich eingesetz-t. Es hat einige Nachteile jedoch, die in der Schwierigkeit der Reparaturverfahren bezüglich der einzelnen Verbindungsstellen liegen. Auch unter strengen Betriebsbedingungen können Risse an stark gelöteten Stoßstellen, was gg zum Lecken führt, auftreten. Diese Nachteile führen in manchen Fällen zu erheblichen Belastungen, was in diesen Fällen nach der Forderung nach mechanisch istallierten Röhren führt. In Erfüllung dieser

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Forderung wurde ein bekanntes Verfahren entwickelt, in welchem hohle Nieten oder Sperringe in die Rohrenden eingeführt und dann unter Verwendung eines Spezialwerkzeugs und der Axialbewegung zum Expandieren gebracht. Siehe US-PS 4 152 818 vom 8. Mai 1979. Das bekannte Verfahren erreicht seine Ziele. Es ist jedoch ein relativ teures Verfahren, und da nietenartige Einrichtungen in den Strömungsweg durch die Rohre eingesetzt werden, steigt der Druckabfall in dem durch die Rohre IQ gehenden Fluid. Für gewisse Wärmeaustauscheranwendungsfälle ist der zulässige Druckabfall im röhrenseitigen Fluid kritisch für die Auslegung.

Die Erfindung bildet die mechanische Röhreninstallation ic weiter und befaßt sich im wesentlichen mit den gleichen Problemen, wie das US-Patent 4 152 818. Erfindungsgemäß ist einer der gleichen Vorteile wie beim Löten vorhanden, da sämtliche Verbindungen quer über die Fläche des Wärmeaustauschers gleichzeitig abgedichtet werden. Auch 2Q besteht keinerlei Notwendigkeit, Nieten einzuführen, und daher kein Hindernis gegen eine freie Fluidströmung durch die Röhren. Weiter vereinfacht die Maßnahme nach der Erfindung das Röhrenbeaufschlagungs-Verfahren, d. h. das Verfahren, durch welches die Röhren in die Sammlerplattenlöcher vor dem Verbindungsverfahren eingeführt werden.

Um dies zu erreichen, befaßt sich die Erfindung mit der Anwendung eines sog. metallischen "Wärmeerholungs_on materials"(heat recoverable metallic material), das unter dem Namen "Nitinol" bekannt ist. Angewendet wird dieses Material bei einem Verfahren, bei welchem Lösungen für mechanische Röhreninstallationsprobleme gegeben werden. Nach einer offenbarten Ausführungsform bestehen die Rohrboden aus einem Wärmeerholungsmaterial, und nach einer anderen Ausführungsform sind die Rohre so hergestellt. Beide Ausführungsformen haben bei einer vereinfachten Rohrinstallation gewisse Vorteile. Beide

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vermeiden darüber entweder unbewußt oder aufgrund bewußter Verfahrensschritte eine Übertragung von Spannungen in den Rohrbödenligamenten oder -bändern, welche benachbarte Löcher verformen können. Bezug wird beispielsweise auf eine Ausführungsform genommen, bei der der Rohrboden aus einem Wärmeerholungsmaterial gemacht ist und·der Rohrboden von einer Vielzahl von eng benachbarten Löchern durchbohrt ist. Der Durchmesser eines jeden dieser Löcher ist etwas geringer als der Durchmesser des hierin zu installierenden Rohres, Bei einer niedrigeren Temperatur, bei der es um martensitische Bedingungen geht, wird jedes Loch so verbreitert, daß Material in Längsrichtung des Loches verdrängt wird und nur geringere Spannungen in den Rohrbodenligamenten absorbiert werden müssen. Rohre werden installiert; die Einführung der Rohrenden in aufnehmende Löcher wird durch die Lochvergrößerung erleichtert. Die Temperatur des Rohrbodens wird dann auf einen Ubergangstemperaturwert erhöht und durch diesen hindurch erhöht, bis sich austenitische Bedingungen ergeben. Im Zuge dieser Phasenveränderung kommen verformte Lochteile in ihre vorvergrößerte oder ursprünglich gebohrte Konfiguration zurück und schließen sich bei diesem Verfahren um ein aufgenommenes Rohr. Das Rohr wird leicht ergriffen und aufgrund seiner dünnwandigen Konstruktion gehalten und kann durch die schließende Lochwand eingedrückt werden. Durch diesen Vorgang wird eine Dichtung und eine Verbindung am Rohr mit der Rohrbodenoder Sammlerverbindung geschaffen. Darüber hinaus sind sämtliche solcher Verbindungen von Rohr und Rohrboden über die Fläche des Rohrbodens in einem einzigen Vorgang abgedichtet, während der Rohrboden vom martensitischen Zustand in einen austenitischen Zustand übergeht. Darüber hinaus können sich gegenüberstehende unter Abstand vorgesehene Rohrböden sowie Zwischenumlenkelemente, falls solche vorgesehen sind, aus einem Wärmeerholungsmaterial hergestellt sein, mit den Rohren zusammengebaut werden und gleichzeitig in den

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austenitischen Zustand überführt werden. Die Teile eines vollständigen Kerns eines röhrenförmigen Wärmeaustauschers können auf diese Weise in einem einzigen Vorgang miteinander verbunden werden.

ein Verfahren zur Herstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,/eines rohrförmigen Wärmeaustauschers,der die obengenannten Bedingungen erfüllt, anzugeben.

Weitere Aufgaben und Einzelheiten der Verfahrensschritte ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf beispielsweise Ausführungsformen Bezug genommen wird. Letztere zeigen in

Fig. 1 eine Darstellung in der Perspektive, teilweise schematisch des zusammengebauten Kerns eines Röhrenwärmeaustauschers.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teildarstellung in Stirn- oder Endansicht einer durchbohrten Rohrboden

platte;

Fig. 3 ein Teilschnitt durch einen Rohrboden, der ein hierin gebohrtes typisches Loch zeigt, welches für die Einführung eines Rohres gedacht ist,

wobei der Rohrboden vor der Lochvergrößerung ' gezeigt ist;

Fig. 4 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 3 und zeigt eine Vergrößerung des gebohrten Lochs, wobei

der Lochboden im martensitischen Zustand sich befindet;

Fig. 5 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 4 und zeigt ein in das vergrößerte Loch eingeführtes

Rohr;

Fig. 6 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 5 und zeigt die Teile nach dem übergang in die austenitische Stufe, wobei das Rohr gegen den Rohrboden befestigt und in diesem abgedichtet ist;

Fig. 7 ist eine Darstellung ähnlich den Fig. 3 und 4 und zeigt eine alternative Lochkonstruktion;

Fig. 8 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 7 und zeigt eine andere Rohrboden- oder Sammler- und Loch

konfiguration;

Fig. 9 ist eine Darstellung ähnlich den Fig. 7 und 8 und zeigt eine weitere Rohrboden- und Lochkonfiguration;

Fig. 10 ist eine Darstellung ähnlich den Fig. 5-6 einer anderen Ausführungsform, wobei das Rohr und nicht der Rohrboden aus einem Wärmeerholungsmaterial gemacht ist, wobei die Teile mit dem

verformten Rohr und gerade vor dem Einführen in den Rohrboden gezeigt sind; und

Fig. 11 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 10 und zeigt, wie das Rohr in Abdichtung gegen den Rohr

boden expandiert ist.

Nach den Zeichnungen umfaßt der Kern eines kompakten hochdichten röhrenförmigen Wärmeaustauschers ein Paar von länglichen, unter Abstand angeordneten plattenförmigen Rohrboden 15 und 16, welche über Rohre 17 miteinander verbunden sind. Die Rohrboden haben durchgehende Löcher 18 und nehmen'/gegenüberliegende Enden der Rohre auf. Die Kernanordnung kann weiter Segment-Scheidewände 19 aufweisen, die zur Durchführung der Rohre perforiert sind und zwischen den Sammlern an in Längsrichtung unter Abstand vorgesehenen Orten angeordnet sind. Die Scheidewände oder Umlenkplatten dienen

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-Τι dazu, die Rohre gegen vibrierende und ähnliche Bewegung zu halten, und leiten zusätzlich ein Strömungsfluid, welches sich aus der Nachbarschaft des einen Sammlers zum anderen in einer Reihe von Querdurchgängen bewegen, was Rohrbündel genannt werden kann. Der Kern wird üblicherweise in einem umschließenden Mantel gelagert und dient dazu, Wärmeübertragung zwischen einem ersten rohrseitigen Fluid, welches durch die Rohre strömt, und einem zweiten sog. mantelseitigen Fluid, welches über und um die Rohre strömt, herbeizuführen. Die Löcher 18 sitzen eng nebeneinander entsprechend dem Konzept, ein dichtes Rohrbündel herzustellen. Der Rohrboden zwischen den Löchern bildet feste Stege 21, welche Ligamente oder Bänder genannt werden, da sie in Verbindungsbeziehung miteinander und mit den Umfangrohrbodenteilen stehen. Die Löcher erscheinen in Reihen, und benachbarte Reihen sind gegeneinander versetzt, wodurch ein versetztes Lochmuster geschaffen wird, welches günstig ist, um eine größere Rohrdichte sowie Ligamente mit im wesentlichen gleichförmiger Breite zu erreichen. Eine Überlegung bei der Auslegung kompakter Röhrenwärmeaustauscher ist darin zu sehen, ein Lochmuster in den Rohrboden minimalen Abstands zu schaffen, welches durch verfügbare Bohrverfahren sich erhalten , läßt, wobei eine adäquate Sicherheit in den Verbidungen,

wie durch die Ligamente 21 angedeutet, sichergestellt ist. Die Rohrbogen bestehen aus steifen plattenartigen Elementen mit flachen planaren Vorder- und Rückseiten. Sie verfügen über eine gleichförmige Dicke, die wenigstens in einem Fall die Breite der Ligamente 21 übertrifft.

Nach der ersten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Rohrboden 15 und 16 sowie die Umlenksegmente 19 aus einem Wärmeerholungsmaterial, d. h. ein Material mit Erinnerungsvermögen, dessen Charakteristik darin besteht, aus einer verformten Konfiguration in eine ursprüngliche Konfiguration bei dem übergang'aus der martensitischen Phase in die austenitische Phase zurückzukehren. Ein solches über diese Charakteristik verfügendes Material ist als "Nitinol", eine Legierung aus Nickel und Titan, bekannt, mit welcher Kobalt oder ein

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anderes Material kombiniert sein kann, um eine Ubergangstemperatur zu wählen. Im folgenden und in den Ansprüchen ist mit Wärmeerholungsmaterial "Nitinol" oder ein funktionell äquivalentes Material gemeint.

Ein Montageverfahren wird mit Bezug auf einen einzigen Rohrboden und im wesentlichen mit Bezug auf eine einzige Rohr/Rohrbodenverbindung boschrieben. Beide Rohrböden können aber auf die gleiche Weise hergestellt sein, und Rohre werden in beide Rohrböden als Teil des gleichen Verfahrens entweder von Hand oder von Maschine eingeführt. Die Löcher 18 sind konventionell durch Bohren hergestellt, ein Verfahren zur Erzeugung glatter Lochwände mit konsistent gleichförmigen Durchmessern.

Der Bohrvorgang wird bei normaler Temperatur oder Zimmertemperatur durchgeführt, wobei der Rohrboden im wesentlichen, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, belassen wird. Löcher 18 werden auf einen gleichförmigen Durchmesser gebohrt; dieser Durchmesser ist tatsächlich, wie angegeben, etwas geringer als der Durchmesser der hierin einzubauenden Rohre 17.

Unter der Annahme, daß der Rohrboden richtig für die nachfolgenden Schritte konditioniert ist, wird er einem raschen Kühlvorgang auf eine sehr niedrige Temperatur, beispielsweise -80 ⁰F, ausgesetzt. Während er an oder über dieser Temperatur gehalten wird, werden einzelne Löcher 18 auf einen Durchmesser vergrößert, der etwas größer als die Rohrdurchmesser ist. Wie Fig. 4 zeigt, wird dies unter Verwendung eines Stauch- oder ähnlichen Werkzeugs 22 (Gesenkschmiedewerkzeug oder dgl.) von Hand oder von Maschine durchgeführt. Auf jeden Fall wird das Stauch- oder andere vergrößernde Werkzeug in einer Weise angewandet, durch das Material der gesamten Lochwand im wesentlichen in axialer Wandung statt in radialer Richtung verdrängt wird. Das Ergebnis sind birnen- oder zwiebelartige Ausbildungen 23 und 24, die von den

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Vorder- oder Rückseiten der Platte um jedes Loch 18 abstehen, wobei eine solche Ausbildung aus Materialien bestehen kann, die von der Lochwand verdrängt wurden. Während man Material in axialer Richtung eher als in radialer Richtung verdrängt, können Beanspruchungen, die gegen benachbarte Löcher und entgegengesetzt zur Beanspruchung aufgebracht werden, welche von benachbarten Löchern ausgeübt werden, vermieden oder auf ein Minimum heruntergesetzt werden. Relativ schmale Ligamente sind nicht erforderlich, um diese Spannungen zu absorbieren; noch werden sie bei einer entsprechenden Verformung benachbarter Löcher verformt. Die relative Duktilität des Lochbodenmaterials im martensitischen Zustand erleichtert eine Verdrängung von Metall. Diese Verdrängung, während sie nach der Darstellung an beiden Enden des Lochs auftritt, kann auch nur auf ein Ende begrenzt sein, abhängig vom vergrößernden Werkzeug oder den diesbezüglichen Verfahren.

Leicht zugänglich ist das vergrößerte Loch 18 für das Rohr 17; die Lage eines eingeführten Rohrendes in ein vergrößertes Loch ist in Fig. 5 angegeben. Sämtliche Rohre werden mit unter Abstand vorgesehenen Rohrböden und ggf. mit Umlenkplatten 19, falls solche verwendet werden, im wesentlichen wie gezeigt zusamengebaut.

Gewünschtenfalls werden die Teile im zusammengebauten Zustand durch kurzfristig wirkende wirksame Mittel gehalten. Dann wird die Montageanordnung erwärmt, oder es wird zugelassen, daß sie auf Zimmertemperatur oder Arbeitstemperatur steigt. Im Zuge eines solchen Temperaturanstiegs durchlaufen Teile aus Wärmeerholungsmaterial eine Ubergangstemperatur oder einen Bereich von Temperaturen, in welchen deren Metall den Zustand vom martensitischen in den austenistischen Zustand ändert. Während dies eintritt, versuchen die Wärmeerholungsteile in die Konfiguration zurückzukehren oder kehren in diese zurück, die sie eingenommen hatten, bevor sie, noch im martensitischen Zustand, verformt

wurden. Insbesondere ziehen sich birnenförmige Formationen 23 und 24 in die Löcher 18 zurück, wobei die Löcher selbst aus der Konfiguration 4 in die der Fig. zurückkehren. Da dies in Anwesenheit von installierten Rohren 17 geschieht, schließen sich die Lochwandungen um die jeweils installierten Rohre und, wie in Fig. 6 angegeben, können sie die relativ dünne Rohrwandung zahnartig markieren. Das Ergebnis ist, daß die Rohre zwangsweise an den Rohrboden befestigt werden; an jeder Verbindung von Rohr/Rohrboden wird eine Abdichtung und eine Verbindung geschaffen. Alle diese Verbindungen werden gleichzeitig geschlossen, wenn die Rohrboden die Übergangstemperatur durchlaufen. Die Verbindungen bleiben eng geschlossen und abgedichtet über die Lebensdauer des Wärmeaustauschers; während der Lebensdauer müssen sie aber auf Temperaturen bei oder unter der Übergangstemperatur verbleiben.

Nach Fig. 7 ist eine modifizierte Ausführungsform eines Rohrbodens mit die Rohre aufnehmenden Löchern 27 gezeigt. In diesem Fall jedoch wird das Material um jedes Loch 27 an jedem Ende des Lochs reduziert, indem ein Senk- oder ähnliches Verfahren zur Anwendung gebracht wird, wodurch Einbuchtungen oder dgl. 28 und 29 gebildet werden. Hierdurch wird ein lokalisierter Stegbereich in der Lochwand belassen, wodurch das Rohr erfaßt wird; das Verformungsverfahren wird erleichtert, durch welches Vorsprünge 31 und 32 im martensitischen Zustand geformt werden.

Nach Fig. 8 hat der Rohrboden 33 den Charakter einer verformbaren Rohrplatte. Rohre aufnehmende Löcher 34 werden bei einem perforierenden oder ähnlichen Vorgang geformt, wobei ein Ring um das Loch in einen Kreis bei 35 abgebogen wird. Beim Verformungsschritt, der im martensitischen Zustand durchgeführt wird, wird die Lippe 35 zusätzlich in die gestrichelt eingenommene Lage abgelenkt. Kehrt man nun von dem weiter

abgelenkten Zustand zurück, während der Rohrboden auf Temperatur und über den Ubergangswert gebracht wird, so erfaßt die Lippe 35 ein installiertes Rohr im wesentlichen, wie in Fig. 6 gezeigt, und dichtet dieses ab.

Die in Fig. 9 gezeigte Rohrbodenmodifikation ist ähnlich der der Fig. 7. Hier jedoch ist ein Ringbereich benachbart jedem Loch 35 im Rohrboden 36 in jede Rohrbodenfläche unter Bildung einer V-förmigen Ausnehmung 37 hinterschnitten. Der Rohrbodenteil unmittelbar um das Loch wird so ohne weiteres in die Vorsprünge 38 und 39 verformt, wobei diese in den austenitischen Zustand in einer das Rohr erfassende Konfiguration zurückkehren.

Die Fig. 10 und 11 zeigen Verfahrensschritte bei einer Ausführungsform, bei der die Rohre und nicht die Rohrböden die Wärmeerholungselemente sind. In diesem Fall verfügt ein Rohrboden 41 über das Rohr aufnehmende Löcher 42 eines Durchmessers, der etwas geringer als der Durchmesser der hierin aufzunehmenden Rohre 43 ist. Man kann also annehmen, daß die Rohre beim Einbau in den Rohrboden über einen Verschiebesitz verfügen. Der Rohrboden ist aus einem für die Zwecke des Wärmeaustauschers geeigneten Material, z. B. rostfreiem Stahl, hergestellt. Die Rohre bestehen aus einem Wärmeerholungsmaterial mit Eigenschaften ähnlich oder gleich den in den betrachteten Ausführungsformen - Fig. 1 bis 9. Bei diesem Montageverfahren werden die Rohre zur Installation auf eine sehr niedrige Temperatur, z. B. bis in die Größenordnung von -80 ⁰F, abgesenkt. Auf dieser Temperatur werden die Enden der Rohre nach unten gequetscht und bilden Spitzen 44 verminderten Durchmessers. Wie in Fig. 10 gezeigt, ist eine Spitze 44 so

oc bemessen, daß sie sich rasch in ein Loch 42 einführen läßt. Die Rohre werden in den Rohrböden montiert und, wie dies im Fall bei den vorher betrachteten Ausführungsformen ist, kann die Anordnung in der Temperatur

auf oder über Übergangstemperatur ansteigen, bei der das Rohrmaterial austenitisch wird. Während dies stattfindet, weiten sich die verformten Spitzen 44 auf oder versuchen, in ihre ursprüngliche Konfiguration sich auszudehnen. Bei diesem Verfahren erfassen sie die Wandungen der Löcher 42 und werden von diesen eng erfaßt. Ein voll installiertes Rohr, das gegen den Rohr boden abgedichtet und mit diesem verbunden ist, kann eine Konfiguration und ein Verhältnis zum Rohrboden haben, das im wesentlichen, wie in Fig. 11 gezeigt, ist

Eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen wurden hier beschrieben und offenbart. Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung. 15

Claims

European Patent Attorneys Deutsche Patentanwälte Dr. W. Müller-Boro f 3425382 Dr. Paul Deufel Dr. Müller-Bor* und Partner · POB 26 OZ 47 · D-80OO MünAea 26 Dj , _chem Dlpl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr. Alfred Sdiön Werner Hertel Dipl.-Phys. Dietrich Lewald Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing. Brit. Chartered Patent Agent B. David P. Wetters M. A. (Oxon) Ch. Chera. M. R. S. C. U 1060 Lw/nc United Aircraft Products, Inc., Dayton International Airport, Dayton, Ohio, USA "'--. j. ,. Verfahren zur Herstellung von Röhrenwärmeaustauschern Patentansprüche (L

1. Verfahren zum Zusammenbau einer großen Anzahl von Rohren mit unter Längsabstand angeordneten Rohrboden zur Bildung des Kerns eines Röhrenwärmeraustauschers, dadurch gekennzeichnet, daß

'(a) eine große Anzahl von Rohren und Rohrboden zur Lagerung dieser Rohre vorgesehen wird, wobei wenigstens einer dieser Rohrboden als plattenartiges Bauteil aus einem Wärmeerholungsm.etall

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hergestellt wird und über vorderseitige und

rückseitige Außenflächen verfügt;

(b) eine Vielzahl von eng benachbarten durchgehenden Löchern in den einen Rohrboden gebohrt wird, von denen jedes über einen Durchmesser verfügt, der etwas geringer als der Außendurchmesser der hierin zu installierenden Röhre ist, wobei die gebohrten Löcher durch relativ schmale Ligamente oder Bänder aus festem Plattenmaterial getrennt sind;

(c) die Temperatur dieser Rohrböden auf eine Temperatur unter eine bestimmte Ubergangstemperatur abgesenkt wird, bei der die Lochwandungen einem

Verformungsdruck ausgesetzt werden, der diese

<■ Löcher jeweils auf einen Durchmesser verformt,

der etwas größer als der Außendurchmesser eines hierin zu installierenden Rohres ist, wobei die Verformungsdrücke zur Anwendung gebracht werden, um verformtes Material in Längsrichtung des Rohrbodens ohne merkliche übertragung von Spannungen in diese Ligamente gegen die Wandungen benachbarter Löcher verdrängt wird; 25

(d) der Wärmeaustauscherkern montiert wird, wobei u. a. die Rohrenden in jeweils vergrößerte Löcher in dem einen Rohrboden installiert werden und die Rohrendteile im wesentlichen durch diese . Löcher hindurch sich erstrecken; und

(e) die Temperatur des Rohrbodens auf und über diese Ubergangstemperatur erhöht wird, woraufhin verformtes Material des Rohrbodens an jedem Lochort in seine Ursprungskonfiguration rückkehrt oder versucht dahin zurückzukehren, unabhängig und gleichzeitig mit dem verformten Material an anderen Lochorten, wobei während dieses Verfahrens

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jeweils ein Loch erfaßt und mit diesem eine Abdichtung und eine Verbindung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre von dünnwandiger Konstruktion sind und ausreichend eng in die jeweils vergrößerten Löcher hineinpassen, welche durch die verformten Lochwandteile hindurch eingedrückt werden, während diese in ihre ürsprungskonfigurationen rückkehren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher durch ein stauchähnliches Verfahren unter Verwendung eines Werkzeugs physisch vergrößert werden, wodurch/aie Lochwand bildende Material nach vorne und rückwärts verdrängt wird und von den vorderen und hinteren Lochbodenflächen vorsteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden ein flaches metallisches Bauteil ist, dessen Vorder- und Rückseitenplanar und parallel zueinander sind, wobei dieser Teil über eine Dicke verfügt, die die Maximalbreite dieser Ligamente überschreitet.

²^ 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in den Rohrboden in unter Vertikalabstand befindliche Querreihen gebohrt werden, daß entsprechende Löcher in benachbarten Reihen gegeneinander versetzt werden; daß der Abstand zwischen benachbarten Reihen gleichförmig über die Fläche des Rohrbodens ist und der Abstand zwischen den Löchern jeder Reihe gleichförmig ist, derart, daß die Löcher über die Oberfläche des Rohrbodens im wesentlichen oder gleichförmig im Abstand zueinander stehen und trennende Ligamente oder Bänder im wesentlichen
gleichförmiger Breite und Konfiguration bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rohrboden ein flaches plattenartiges Element mit vorderen und hinteren planaren Flächen ist, wobei diese Löcher über einen gleichförmigen Durchmesser von der einen Seite des Rohrbodens zur anderen verfügen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Rohrbodenteil in jedem Loch benachbarter und dieses umgebender Beziehung und in jeder Rohrbodenfläche unter Bildung einer in etwa V-förmigen Gestalt fortgeschnitten ist.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, ¹^ daß der Rohrboden ein flaches plattenartiges Element mit vorderen und rückseitigen planaren Flächen ist, wobei gegenüberstehende Rohrbodenflächen an jedem Lochort gegengesenkt sind und einen Lochwandteil verminderter Länge bilden, der an jeder Fläche in einer Nut endet.

9. Verfahren zum Zusammenbau einer Vielzahl von Rohren mit unter Längsabstand vorgesehenen Rohrböden, unter Bidlung des Kerns eines Röhrenwärmeaustauschers, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein Rohrelement und ein Rohrbodenelement zum Lagern des Rohres vorgesehen sind, von denen eines aus Wärmeerholungsmaterial (of a heat recoverable material) besteht, wobei der Lochboden ein Loch zur Aufnahme des Rohres aufweist und Loch und Rohr Abmessungen für einen Festsitz bzw. Pressitz in ihren Abmessungen ausgestaltet sind;

(b) die Temperatur des Elements aus Wärmeerholungsmaterial abgesenkt und auf eine Temperatur unter eine bestimmte Ubergangstemperatur gebracht wirjcL,—

wobei dieses Element einem Verformungsdruck aus

gesetzt wird, derart, daß das Rohr in das Rohrbodenloch mit einem Nicht-Pressitz einführbar

ist,
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(c) das Rohr in den Lochboden eingeführt wird; und

(d) die Temperatur des verformten Elementes auf und über eine Übergangstemperatur erhöht wird, bei der er in seine ursprüngliche vorgeformte Kon

figuration zurückkehrt und einen Pressitz des Rohres in seinem Aufnehmerloch erreicht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Element aus

Wärmeerholungsmaterial dieser Rohrboden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Verformungsdruck zur Vergrößerung des Durchmessers des Lochs hierin aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Element aus

Wärmeerholungsmaterial dieses Rohr ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verformende Druck aufgebracht wird unter Verminderung des Durchmessers des Rohres an einem Ort, wo dieses im Rohrbodenloch aufgenommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden über eine Vielzahl von Löchern verfügt, welche durch relativ schmale Ligamente voneinander getrennt sind, wobei ein Rohr für jedes Loch vorhanden ist und der Rohrboden auf und über Übergangstemperatur gebracht wird, was zu einer gleichzeitigen Verminderung im Durchmesser sämtlicher Rohrbodenlöcher für ein gleichzeitiges Schließen der Vielzahl von Rohren gegen die Rohrbodenverbindüngen führt.

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