176733. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kereszztirányú bordákkal ellátott csövek hengerlés útján történő előállítására
3 176733 4 szimmetrikusan elkeskenyedik és végük le van kerekítve. A második szerszámkészletben több olyan hengergörgő van, amelyek munkafelülete vízszintes síkban aszimmetrikusan vékonyodik el, és csak a sarkokon van lekerekítve. Ezen görgők munkavégző felülete tehát csak a vízszintes sík feletti görgőtartományban van. Az utolsó nyomógörgőnek külső átmérője nagyobb, mint az előzőké és ugyanúgy aszimmetrikus, ellaposodó profilú munkafelülete van. A szerszámot hengerműben alkalmazzák. A hengerelt anyagot, — amely két, egymásra felfűzött és két, különböző anyagú csőből vagy egy tüskére feltűzött egyetlen csőből áll, — két meghajtott görgő között vezetik, amelyek a hengerlés tengelyéhez viszonyítva a bordák dőlésének megfelelő szögben vannak beállítva. A „normál szerszámkészlet” szerepe az, hogy először egy relatíve lapos és széles bordát alakítson, amely azonban kétolda!on fokozatosan keskenyedik, magassága viszont megnő. Ennek a műveleti lépésnek a következménye, hogy a borda kerülete megnő, ugyanakkor radiális irányban az anyagnak egy meghatározott folyósodási tartományában, közvetlenül a borda alatt összehúzódik. A szerszámnak tehát az a feladata, hogy olyan munkát végezzen, amelynek folyamán a hengerlés utolsó szakaszában a korábban már kialakult összehúzódás az utolsó nyomógörgő munkája során alakuljon ki. Ilyen feladatot kell az aszimmetrikus munkafelületű görgőknek végrehajtani. Ezek ugyanis a borda vastagságát az egyik oldalon csökkentik. A csőhengerlésnél tehát az utolsó szakaszban a nyomógörgőnek a kialakult összehúzódás feletti tartományban kell az anyagot megnyomni, az összehúzódást az anyagban kiegyengetni és e tartományban az anyagra állandó nyomással hatni, aminek következtében a kettősfalú cső falait „egymásbahengerlik”, s így tökéletes kötés jön létre. Az 557 017 számú svájci szabadalmi leírásból egy olyan eljárás ismerhető meg, amelynek segítségével bordáscsöveket állítanak elő. A javasolt technológia szerint az első műveleti lépésben egy „nyers” bordát hengerelnek a csövön, majd miután a csövet újra izzították, a második görgők közé vezetik, ahol a bordát a megfelelő magasságúra készre hengerük. Ismert továbbá az 52 332 sz. NDK. szabadalmi leírás, amely csövekből álló hőkicserélő előállítására javasol megoldást. A hengerelt csövet azokon a szakaszokon, ahol hajlítani kell, a legnagyobb keresztmetszetben alakítják ki. A következő műveleti lépésben ezeket a csőszakaszokat nagyobb szelvényűre hengerük és a hengerekkel a bordákat is kialakítják, mégpedig úgy,hogy radiális irányban állandó nyomást fejtenek ki, míg a belső átmérő változatlan marad. A művelet utolsó fokozatában az előzőleg már csökkentett szakaszok keresztmetszetét a hengerléssel megnövelik, s ezt követően az egész csövet kígyóvonal-alakjában hőkicserélővé képezik ki, amely ezen a módon a hajlítási helyeken mentes lesz a hegesztési varratoktól. Bordáscsövek készítésére ad kitanítást a 3 683 656 számú amerikai szabadalmi leírás. Az eljárás abban áll, hogy a bordákat ív alakban meghajlítják (lehetőleg azok legkülső szélén) annak érdekében, hogy a cső külső átmérőjét csökkentsék. Ha olyan bordás csöveket alkalmazunk, amelyeknek relatíve kis átmérője van, elérhetjük azt, hogy a hőcserélő belső tere kedvezőbben lesz kitöltve. Ennek a találmánynak további előnye az, hogy a bordákkal ellátott csőszakaszok szelvénykialakítása kiegyenlítődik a borda nélküli csőszakaszok szelvényeivel, mely utóbbiak vége a hőcserélő szűrőlemezének lyukaiba illeszkedik, így tehát ezeknek a hőcserélőknek mind a szerelése, mind a javítása leegyszerűsödik. A bordás csövek gyártását célzó mindezen ismert eljárások alapvető és közös hátránya az, hogy a cső fémanyagára ható nyomóerő igen nagy feszültségeket ébreszt az anyagban, amelyek a hőcserélők üzeme közben a változó hőterhelés és hőingadozás következtében a bordák, sőt az egész cső törését idézik elő. A kettősfalú csövek hengerlésének fő problémája abban keresendő, hogy a két csőfal összehengerléséhez a megengedhető legnagyobb, — de megfelelő nyomóerőt kell és lehet kifejteni. A kettősfalú csövek ismert hengerlési eljárásai kivétel nélkül azért hátrányosak, mert olyan szerszámokat alkalmaznak a hengerlésnél, amelyek nyomóereje az anyag belső szerkezetében feszültségeket ébreszt. Jóllehet ezek az erők a külső csövet nyomják hozzá a belső csőhöz, a fokozatosan elvékonyodó bordák kerületének növekedése és a fellépő súrlódó erő miatt azonban egyidejűleg radiális erők ébrednek, amelyek a külső cső anyagát a belső csőtől eltávolítani igyekeznek, ezáltal viszont a bordák alatti összehúzódást (anyagtömörödést) idézik elő. Az egyenletes nyomógörgőkből álló szerszámkészletnek az a hátránya, hogy kis emelkedésű vékony profil nehezen állítható elő, és hogy e profil bármilyen meghibásodása a szerszámot használhatatlanná teszi. Bár a szegmens alakú szerszámokkal végzett profilkialakítás könnyebb, a szilárdság értékéből veszít. Ezt a csökkenést a hengerelt bordák csekély emelkedésére lehet visszavezetni, mert a.hengergörgők, amelyek vastagsága a bordák emelkedésének mértékét közelítik meg, nagyon vékonyak és maradandó alakváltozásnak vannak alávetve. A 64.772 számú lengyel szabadalmi leírásból megismerhető azon műszaki megoldás, mely szerint egy egységes nyomógörgőkből álló szerszám tulajdonságait a szegmens alakú görgők tulajdonságaival egyesítve — részben megkönnyítjük a gyártási folyamatot azáltal, hogy az ilyen műveleti lépések egyes szakaszai, mint például az előhengerlés, főhengerlés, utóhengerlés egymást követően zajlanak le. A szerszámot végeredményben csak meghatározott ideig lehet használni és csak olyan bordáscsövek előállításához, amelyek bordái viszonylag alacsonyak. A 79 817 számú lengyel szabadalmi leírás kitanítása szerint a nyomóerőt a szerszám akkor fejti ki, miután a bordát egy „normál” görgőkészlettel előhengereltük. A nyomóformázást egy speciális szerszámkészlet segítségével végezzük el, amelyben a görgők profilja aszimmetrikus, és elkeskenyedő végű, és a görgőprofil a bordák tengelye irányában fokozatosan el van tolva: ez a profilkialakítás a bordák alatti anyagtömörödés megakadályozására szolgál. Ez az eljárás azonban kettősfalú csövek összehengerlésénél — ahol a bordaosztás relatíve kicsi és a bordák nem magasak — nem kielégítő. Ez arra vezethető vissza, hogy olyan csövek gyártásánál, amelyek viszonylag vékonyak, bordájuk karcsú kiképzésű, rugalmas, vagy részben rugalmas és maradandó alakváltozás lép fel a nagy hengerlőerők következtében. Ennek hatása alatt a görgők axiális irányban bedőlnek — a hengerlés tengelyének megfelelően — és a görgők ebben az esetben a szimmetrikus hengergörgőkhöz hasonlóan dolgoznak, ugyanakkor azonban a két cső fala között nem jön létre kötés, de a bordák alatti anyagtömörödést sem lehet „kihengerelni”. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
