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EP0962267A2 - Verfahren zur Herstellung von Verbund-Rohren aus Metall sowie Verbundrohr und dessen Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Verbund-Rohren aus Metall sowie Verbundrohr und dessen Verwendung Download PDF

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Publication number
EP0962267A2
EP0962267A2 EP99109045A EP99109045A EP0962267A2 EP 0962267 A2 EP0962267 A2 EP 0962267A2 EP 99109045 A EP99109045 A EP 99109045A EP 99109045 A EP99109045 A EP 99109045A EP 0962267 A2 EP0962267 A2 EP 0962267A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composite pipe
tube
metal
tubular insert
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99109045A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0962267A3 (de
Inventor
Heinrich Wolf
Bernd Jeschonnek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WC Heraus GmbH and Co KG
Original Assignee
WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WC Heraus GmbH and Co KG filed Critical WC Heraus GmbH and Co KG
Publication of EP0962267A2 publication Critical patent/EP0962267A2/de
Publication of EP0962267A3 publication Critical patent/EP0962267A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/154—Making multi-wall tubes
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    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
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    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49925—Inward deformation of aperture or hollow body wall
    • Y10T29/49927—Hollow body is axially joined cup or tube

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite pipe made of metal, the one having a tubular insert encased by an outer seamless tube, insert and outer tube telescopically inserted and then pressed together radially by pulling be, as well as a method for producing a composite pipe made of metal, which by Pulling is compressed radially; the invention further relates to those produced by the processes Composite pipes and the use of such composite pipes.
  • EP 0 445 904 A2 describes a method for producing a thick-walled metal High-pressure pipe is known, in which two different cross-sectional dimensions Front tubes telescoped and then radially compressed by cold drawing become; the forming is preferably carried out by drawing with an internal tool, in which the wall thickness reduction, in particular of the inner tube, has a high proportion on the respective total deformation, with the pre-tubes in the work-hardened state can be pushed into one another with little play and the double-wall pipe thus produced initially heat treated and then cold drawn at least once; after this The final cold draft is followed by a final heat treatment, the one after the first heat treatment of the double wall pipe produced following the first cold drawing as a pulling with an internal tool is carried out.
  • a device for producing tubes from sheet metal strips in which the sheet is drawn through a die through a cylindrical mandrel; the The die is designed such that the sheet - starting from its longitudinal center line - progressively is bent to the diameter of the mandrel.
  • DE 36 30 625 C2 describes a method for producing an interior with a Zinc-coated pipe known for use in the refrigeration and automotive industries, in which a sheet metal strip is galvanized on one side and then to a slotted tube internal zinc layer is deformed; then this slotted tube is used of direct current or low frequency current between a welding roller and a rotating one If the welding zone is sufficiently flushed, the welding electrode is sealed with inert gas.
  • the object of the invention is to produce composite pipes with a small diameter of for example, 2 to 10 mm and a length of 0.5 to 6 m; additionally should the tubes have a reflective inner surface, for example for guiding the radiation of infrared radiation by reflecting part of the radiation can; In addition, a composite pipe with increased stability and seamlessly closed Outer jacket can be specified.
  • the tubular insert becomes the first step formed into an insert tube so that its tubular jacket is almost closed Has a gap along the longitudinal axis of the pipe; here it proves to be advantageous that due to the almost closed gap practically no loss of attenuation in the transmission of Radiation occurs by means of reflection on the coating of the inside of the pipe, if used intended for temperature measurement according to DE 36 05 737 is.
  • the first step a metal strip with a thickness in the range of 0.1 to 0.8 mm and one Width in the range of 6 to 30 mm bent into an insert tube, the second step being the tubular insert with a length in the range of 0.5 m to 6 m into the already as blank prefabricated, seamless outer tube is inserted; the inside diameter of the outside The pipe is slightly larger than the outside diameter of the pipe to be inserted Insert tube.
  • a metal strip is used in the process, which has a coating on at least one side of the strip made of precious metal - preferably gold - with the band in the pulling device is carried out that the coated hinge side the later inner surface of the to be created forms tubular insert.
  • the coating can be done by electroplating, Roll cladding or sputtering - preferably on one side - can be applied.
  • the diameter is both the tubular insert and the outer jacket tube by 5 to 50 percent - preferably by 10 to 30 percent - reduced; due to the radial pressure, an optimal Achieve the surface of the precious metal or gold coating of the insert tube.
  • the task is for a second method of manufacturing a composite pipe from metal, which is radially compressed by pulling, solved in that a metal band with at least a strip side coated with precious metal in a drawing die of a drawing device inserted with a fixed internal mandrel, with one end in one opposite the drawing device movable slide and clamped by moving the slide to one Compound pipe is bent with an almost closed longitudinal gap, the width of the band corresponds at least approximately to the average circumference of the tubular insert and the metal strip is guided in the pulling device so that the coated side of the strip is the inner surface of the composite pipe to be created.
  • too Coating of the metal strip is applied by electroplating, roll cladding or sputtering become.
  • a metal strip with a thickness is used in the range of 0.1 to 0.8 mm and a width in the range of 6 to 30 mm to the composite pipe bent; the composite pipe is preferably drawn up to a length of 6 m.
  • the second method proves to be advantageous in terms of good surface quality Inside of the pipe and on the cost-effective production of the composite pipe.
  • the task is for a composite pipe consisting of an insert tube and an outer, seamless Jacket tube which by a drawing process according to the first method (according to claims 1 to 5) are radially compressed into a single composite tube, solved by the fact that the insert tube has an almost closed gap running along the tube axis.
  • the inside diameter is in the range from 1.5 to 9 mm and its outer diameter in the range from 2 to 10 mm; the inner Coating with precious metal or gold has a thickness of at least 0.1 ⁇ m, whereby the optical quality of the reflective coating by the one carried out in the third step Drawing process with radial pressure can be improved considerably.
  • the tubular Inlay insert tube
  • non-ferrous metals brass or copper
  • precious metal or Stainless steel proved to be particularly suitable
  • Non-ferrous metals (copper or brass) or stainless steel are particularly suitable are relatively inexpensive materials.
  • the embodiment of a composite pipe manufactured according to claims 6 to 9 is proportional inexpensive to manufacture; it is in particular for guiding radiation by means of reflection suitable on the inner surface of the composite pipe.
  • the task becomes with regard to the use of the composite pipe for the transmission of radiation along the tube axis by reflection of at least part of the radiation on the inner Surface of the composite pipe released; in a preferred use the composite pipe used for the transfer of heat radiation for temperature measurement as it is known from DE 36 05 737 A1.
  • a major advantage of the coating containing precious metal on the inside of the composite pipe can be seen in the constant, temperature-independent reflection property.
  • the pulling device 1 partially shown has one along the pulling axis 3 arranged mandrel 4, which by means of mandrel rod 5 and mandrel holder 6 in the drawing device 1 is positioned stationary;
  • mandrel 4 which by means of mandrel rod 5 and mandrel holder 6 in the drawing device 1 is positioned stationary;
  • the inlet area of the metal strip 2 there is a strip guide 11 provided, in the direction of movement of the metal strip indicated by arrow 16 2 is followed by the conically shaped inlet area 7 of the drawing die 8, by means of the die holder 9, 10 is positioned stationary on the pulling device 1; with the help of mandrel 4 and that surrounds it at a distance (distance is matched to the thickness of the metal strip) Pulling die 8, the metal strip 2 is bent into a tube or tubular insert 12.
  • the part of the preliminary material that has already been designed as a tubular insert is on its front end 13 clamped in the collet 14 of a slide 15.
  • Drawing carriage 15 extends along the drawing axis 3.
  • Metal strip 2 is located as a solid or coated primary material in one for a variety of drawing processes sufficient quantity on a supply spool 17, of which it is produced in batches (corresponding to the tube length) is handled.
  • the slide is 15 advanced so far that there is a length range between the drawing slide 15 and the die 8 from approx. 0.5 m to 6 m for the blank of the insert tube or the tubular insert 12 results.
  • Figure 1a is for the sake of a better overview in a compressed along the longitudinal axis Form shown, so that this figure is by no means to be regarded as to scale; the after Existing tubular insert 12 or insert tube 12 leaving the die 8 is in cross section shown along the section plane AA in Figure 1b, this figure on a tubular Insert 12 is directed with applied surface coating 19; the almost closed Longitudinal gap is designated by number 21; is preferred as a surface coating Gold provided, for example, for optimal reflection of the tubular inlay or to allow radiation penetrating into the later composite pipe, provided the composite pipe is used for pyrometric temperature measurement.
  • FIG. 1b is also suitable as a composite pipe without an additional outer pipe Casing, the manufacture of which is described in claims 7 to 9; such an arrangement is particularly suitable for pyrometric temperature measurement.
  • Such an uncoated insert tube can be used as a raw material composite pipe to be created with closed outer jacket for the transmission of a Medium, for example gas or used as a channel for a cooling medium; as beneficial is the use of a material that is resistant to the respective medium to watch.
  • FIG. 2a again shows drawing device 1 with drawing mandrel 4, mandrel bar 5 and mandrel holder 6, drawing mandrel 4 from a die 8 in die holder 9 at a distance (distance is on the Wall thicknesses or final dimensions of the composite pipe to be created) is.
  • the raw material is now inserted into an outer seamless jacket tube 20 Insert tube 12 is provided, both tubes with their front ends in the collet 14 of the slide 15 are clamped.
  • the surface coating is according to FIG. 2b with reference number 19 featured.
  • Figure 2c shows a longitudinal section of the finished composite pipe; according to Figure 2c occurs direct Radiation 25 along the tube axis 23, which passes through the composite tube 22 without reflection; Scattered radiation 26 (as described, for example, on the basis of DE 36 05 737 A1 on the other hand, occurs outside the tube axis 23 and is repeated several times on the surface coating 19 reflected within the tube and occurs at the tube end 24 in a not shown here Detector device; A pyrometer, for example, can be used as the detector device suitable for non-contact temperature measurement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

Zur Herstellung eines Verbund-Rohres (22) aus Metall mit einem äußeren Durchmesser im Bereich von 2 bis 10mm wird in einem ersten Schritt ein einseitig (vorzugsweise mit Gold) beschichtetes Metall-Band (2) in eine Ziehmatrize (8) einer Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn (5) eingebracht, mit einem Ende in einen beweglichen Ziehschlitten (15) eingespannt und durch Bewegung des Ziehschlittens (15) zu einer rohrartigen Einlage (12) mit nahezu geschlossenem Spalt entlang der Rohrachse gebogen, wobei die Breite des Bandes (2) zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage (12) entspricht; in einem zweiten Schritt wird der als rohrförmige Einlage (12) geformte Rohling in ein äußeres nahtloses Rohr (20) eingeschoben; in einem dritten Schritt werden die ineinander geschobenen Rohre (12,20) zusammen mit jeweils einem Ende in den Ziehschlitten (15) der Ziehvorrichtung eingespannt und mittels Ziehmatrize (8) mit feststehendem Innendorn (5) gemeinsam auf Endmaß (mit verringertem Durchmesser) gezogen, wobei durch radiales Zusammenpressen das äußere Rohr (20) und die rohrartige Einlage (12) über Preß-Sitz miteinander verbunden werden. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Rohres (22) aus Metall, das durch Ziehen radial zusammengepreßt wird, angegeben, wonach das Band (2) mit einer beschichteten Bandseite (vorzugsweise Goldbeschichtung) in eine Ziehmatrize (8) einer Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn (5) eingebracht, mit einem Ende in einen gegenüber der Ziehvorrichtung beweglichen Ziehschlitten (15) eingespannt und durch Bewegung des Ziehschlittens (15) zu einem Verbund-Rohr (22) mit nahezu geschlossenem Längsspalt gebogen wird, wobei die Breite des Bandes (2) zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage (12) entspricht und das Metall-Band (2) so in der Ziehvorrichtung geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die Innenfläche des zu erstellenden Verbund-Rohrs (22) bildet. Das Verbund-Rohr (22) dient vorzugsweise zur Übertragung von Infrarot-Strahlung für pyrometrische Temperaturmessung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Rohres aus Metall, das eine von einem äußeren nahtlosen Rohr ummantelte rohrartige Einlage aufweist, wobei Einlage und äußeres Rohr teleskopartig ineinandergesteckt und dann durch Ziehen radial zusammengepreßt werden, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres aus Metall, das durch Ziehen radial zusammengepreßt wird; weiterhin betrifft die Erfindung nach den Verfahren hergestellte Verbund-Rohre und die Verwendung solcher Verbund-Rohre.
Aus der EP 0 445 904 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen, dickwandigen Hochdruckrohres bekannt, bei dem zunächst zwei in den Querschnittsabmessungen unterschiedliche Vorrohre teleskopartig ineinander gesteckt und dann durch Kaltziehen radial zusammengedrückt werden; die Umformung erfolgt vorzugsweise durch ein Ziehen mit Innenwerkzeug, bei der die Wanddickenreduzierung insbesondere des Innenrohres einen hohen Anteil an der jeweiligen Gesamtverformung hat, wobei die Vor-Rohre im kaltverfestigten Zustand mit geringem Spiel ineinandergeschoben werden und das so erzeugte Doppelwandrohr zunächst wärmebehandelt und anschließend mindestens einmal kalt gezogen wird; nach dem letzten Kaltzug erfolgt eine Endwärmebehandlung, wobei der nach der ersten Wärmebehandlung des erzeugten Doppelwandrohres folgende erste Kaltzug als Ziehen mit einem Innenwerkzeug durchgeführt wird. Als problematisch erweist sich die Herstellung eines solchen Verbundrohres insbesondere im Miniaturbereich, wobei der Innendurchmesser beispielsweise bei 2,5 mm liegen und der äußere Durchmesser bei 4 mm liegen soll; insbesondere erweist es sich als problematisch, das Innenrohr mit einer zusätzlichen Beschichtung zu versehen, die beispielsweise eine Funktion zur Strahlungsführung mittels Reflexion wahrnehmen kann, wie es beispielsweise aus der DE 36 05 737 A1 bekannt ist. In der Praxis würde dies beispielsweise zu einer verhältnismäßig aufwendigen nachträglichen Galvanisierung der inneren Oberfläche des Verbundrohres fuhren.
Aus DE-PS 597 120 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus Blechstreifen bekannt, bei der das Blech über einen zylindrischen Dorn durch eine Matrize hindurch gezogen wird; die Matrize ist derart ausgebildet, daß das Blech - beginnend von seiner Längsmittellinie - fortschreitend auf den Durchmesser des Dorns umgebogen wird.
Weiterhin ist aus der DE 36 30 625 C2 ein Verfahren zur Herstellung eines im Inneren mit einer Zinkschicht versehenen Rohres zur Anwendung in der Kälte- und Automobilindustrie bekannt, bei dem ein Blechband einseitig galvanisch verzinkt und anschließend zu einem Schlitzrohr mit innenliegender Zinkschicht verformt wird; anschließend wird dieses Schlitzrohr unter Einsatz von Gleichstrom oder niederfrequentem Strom zwischen einer Schweißrolle und einer rotierenden Schweißelektrode bei ausreichender Spülung der Schweißzone mit Inertgas verschlossen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Verbundrohren mit kleinem Durchmesser von beispielsweise 2 bis 10 mm und einer Länge von 0,5 bis zu 6 m anzugeben; zusätzlich sollen die Rohre eine spiegelnde Innenoberfläche aufweisen, um sie beispielsweise für die Strahlungsführung von Infrarotstrahlung mittels Reflexion eines Teiles der Strahlung einsetzen zu können; darüberhinaus soll ein Verbundrohr mit erhöhter Stabilität und nahtlos geschlossenem Außenmantel angegeben werden.
Die Aufgabe wird für ein erstes Verfahren dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt ein Metall-Band, das auf wenigstens einer Bandseite eine Beschichtung aus Edelmetall aufweist, so in der Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die Innenfläche der zu erstellenden rohrförmigen Einlage bildet, wobei das Metall-Band mit einem Ende in einen gegenüber der Ziehvorrichtung beweglichen Ziehschlitten eingespannt und durch Bewegung des Ziehachlittens zu der rohrartigen Einlage gebogen wird, wobei die Breite des Bandes zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage entspricht;
  • in einem zweiten Schritt wird der als rohrförmige Einlage geformte Rohling mit Beschichtung aus Edelmetall in das äußere Rohr eingeschoben;
  • weiterhin werden in einem dritten Schritt die ineinander geschobenen Rohre zusammen mit jeweils einem Ende in den Ziehschlitten eingespannt und mittels Ziehmatrize mit feststehendem Innendorn gemeinsam auf Endmaß gezogen, wobei durch radiales Zusammenpressen das äußere Rohr und die rohrartige Einlage über Preß-Sitz miteinander verbunden werden.
    • Als besonders vorteilhaft erweist sich das besonders einfache und konstengünstige Herstellverfahren, wobei gleichzeitig eine hohe Stabilität des Verbundrohres erzielt wird.
    In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird im ersten Schritt die rohrförmige Einlage zu einem Einlagerohr so geformt, daß dessen Rohrmantel einen nahezu geschlossenen Spalt entlang der Rohrlängsachse aufweist; hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß aufgrund des nahezu geschlossenen Spaltes praktisch keine Dämpfungsverluste in der Übertragung der Strahlung mittels Reflexion auf der Beschichtung des Rohrinneren auftreten, sofern eine Verwendung zur Temperaturmessung gemäß der eingangs genannten DE 36 05 737 beabsichtigt ist.
    Im ersten Schritt wird ein Metallband mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm und einer Breite im Bereich von 6 bis 30 mm zu einem Einlagerohr gebogen, wobei im zweiten Schritt die rohrförmige Einlage mit einer Länge im Bereich von 0,5 m bis zu 6 m in das bereits als Rohling vorgefertigte, nahtlose äußere Rohr eingeschoben wird; der Innendurchmesser des äußeren Rohres ist dabei geringfügig größer als der Außendurchmesser des einzubringenden Einlagerohres.
    Hierbei handelt es sich um eine verhältnismäßig einfache Handhabung, die sich vorteilhafterweise auch durch einfache fachmännische Maßnahmen automatisieren läßt.
    Im Verfahren wird ein Metallband eingesetzt, das auf wenigstens einer Bandseite eine Beschichtung aus Edelmetall - vorzugsweise Gold - aufweist, wobei das Band so in der Ziehvorrichtung geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die spätere Innenfläche der zu erstellenden rohrförmigen Einlage bildet.
    Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß ein bereits vorgefertigtes mit Edelmetall/Goldbeschichtung versehenes Metallband eingesetzt werden kann, welches ohne spätere zusätzliche galvanische Verfahren bereits die für optimale Reflexionseigenschaften erforderliche Oberfläche aufweist. Dabei läßt sich auch ein verhältnismäßig sparsamer Verbrauch von Edelmetall im Beschichtungsverfahren erzielen. Die Beschichtung kann durch Galvanisieren, Walzplattieren oder Sputtertechnik - vorzugsweise einseitig - aufgebracht werden.
    In einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Verfahrensschrittes wird der Durchmesser sowohl der rohrartigen Einlage als auch des äußeren Mantelrohres um 5 bis 50 Prozent - vorzugsweise um 10 bis 30 Prozent - verringert; aufgrund der radialen Pressung läßt sich eine optimale Oberfläche der Edelmetall- bzw. Goldbeschichtung des Einlagerohres erzielen.
    Somit läßt sich eine optimale Stabilität des Verbundrohres mit einer optimalen optischen Qualität vorteilhafterweise kombinieren.
    Die Aufgabe wird für ein zweites Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Rohres aus Metall, das durch Ziehen radial zusammengepreßt wird, dadurch gelöst, daß ein Metall-Band mit wenigstens einer mit Edelmetall beschichteten Bandseite in eine Ziehmatrize einer Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn eingebracht, mit einem Ende in einen gegenüber der Ziehvorrichtung beweglichen Ziehschlitten eingespannt und durch Bewegung des Ziehschlittens zu einem Verbund-Rohr mit nahezu geschlossenem Längsspalt gebogen wird, wobei die Breite des Bandes zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage entspricht und das Metall-Band so in der Ziehvorrichtung geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die Innenfläche des zu erstellenden Verbund-Rohrs bildet. Auch beim zweiten Verfahren kann die Beschichtung des Metallbandes durch Galvanisieren, Walzplattieren oder Sputtertechnik aufgebracht werden.
    In einer bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Verfahrens wird ein Metall-Band mit einer Dikke im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm und einer Breite im Bereich von 6 bis 30 mm zu dem Verbund-Rohr gebogen; das Verbundrohr wird vorzugsweise in einer Länge bis zu 6 m gezogen.
    Als vorteilhaft erweist sich das zweite Verfahren im Hinblick auf gute Oberflächenqualität der Rohr-Innenseite und auf die kostengünstige Herstellung des Verbundrohres.
    Die Aufgabe wird für ein Verbundrohr aus einem Einlagerohr und einem äußeren, nahtlosen Mantelrohr die durch einen Ziehvorgang nach dem ersten Verfahren (gemäß Anspruch 1 bis 5) zu einem einzigen Verbundrohr radial zusammengepreßt sind, dadurch gelöst, daß das Einlagerohr einen längs der Rohrachse verlaufenden nahezu geschlossenen Spalt aufweist.
    In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verbundrohres liegt der Innendurchmesser im Bereich von 1,5 bis 9 mm und sein äußerer Durchmesser im Bereich von 2 bis 10 mm; die innere Beschichtung mit Edelmetall bzw. Gold weist eine Dicke von mindestens 0,1 µm auf, wobei sich die optische Qualität der reflektierenden Beschichtung durch den im dritten Schritt vorgenommenen Ziehvorgang mit radialer Pressung erheblich verbessern läßt. Als Werkstoff für die rohrförmige Einlage (Einlagerohr) haben sich Buntmetalle (Messing oder Kupfer), Edelmetall oder Edelstahl als besonders geeignet erwiesen; als Werkstoff für das äußere, nahtlose Rohr sind Buntmetalle (Kupfer oder Messing) oder Edelstahl besonders geeignet, wobei es sich hierbei um verhältnismäßig preisgünstige Werkstoffe handelt.
    Die Ausführungsform eines nach den Ansprüchen 6 bis 9 hergestellten Verbundrohres ist verhältnismäßig kostengünstig herzustellen; sie ist insbesondere zur Strahlungsführung mittels Reflexion an der inneren Oberfläche des Verbundrohres geeignet.
    Die Aufgabe wird hinsichtlich einer Verwendung des Verbundrohres zur Übertragung von Strahlung entlang der Rohrachse durch Reflexion wenigstens eines Teils der Strahlung an der inneren Oberfläche des Verbundrohres gelöst; in einer bevorzugten Verwendung wird das Verbundrohr zur Übertragung von Wärmestrahlung für die Temperaturmessung eingesetzt, wie es aus der DE 36 05 737 A1 bekannt ist.
    Ein wesentlicher Vorteil der Edelmetall enthaltenden Beschichtung auf der Innenseite des Verbundrohres ist in der konstanten, temperaturunabhängigen Reflexionseigenschaft zu sehen.
    Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren 1a, 1b, 1c sowie 2a, 2b und 2c näher erläutert.
  • Figur 1a zeigt ausschnittsweise im Längsschnitt einen Teil einer Ziehvorrichtung, der ein Metallband als Vormaterial zur Bildung einer rohrförmigen Einlage bzw. eines Verbundrohres zugeführt wird;
  • Figur 1b zeigt einen Querschnitt durch die rohrförmige Einlage bzw. das Verbundrohr gemäß Schnittebene AA (nach Figur 1a), wobei die Innenseite mit einer Beschichtung versehen ist;
  • Figur 1c zeigt eine rohrförmige Einlage im Querschnitt entlang der Schnittebene AA, wobei diese jedoch keine innere Beschichtung aufweist;
  • Figur 2a zeigt eine der Figur 1a entsprechende Ziehvorrichtung zur Bildung eines Verbundrohres aus der rohrförmigen Einlage und einem aufgeschobenen äußeren nahtlosen Mantelrohr;
  • Figur 2b zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch das Verbundrohr entlang der Schnittebene AA (nach Figur 2a);
  • Figur 2c zeigt die im Prinzip bekannte Strahlungsführung mittels eines mit innerer Reflexionsschicht versehenen Verbundrohres, wobei die Strahlungsführung bereits in der DE 36 05 737 A1 beschrieben ist.
    • Gemäß Figur 1a weist die teilweise dargestellte Ziehvorrichtung 1 einen entlang der Ziehachse 3 angeordneten Ziehdorn 4 auf, welcher mittels Dornstange 5 und Dornhalterung 6 in der Ziehvorrichtung 1 stationär positioniert ist; im Einlaufsbereich des Metallbandes 2 ist eine Bandführung 11 vorgesehen, in der mit Pfeil 16 gekennzeichneten Bewegungsrichtung des Metallbandes 2 folgt der konisch ausgebildete Einlaufbereich 7 der Zieh-Matrize 8, die mittels Matrizenhalterung 9, 10 stationär an der Ziehvorrichtung 1 positioniert ist; mit Hilfe von Ziehdorn 4 und der ihn mit Abstand (Abstand ist auf die Dicke des Metallbandes abgestimmt) umgebenden Zieh-Matrize 8 wird das Metallband 2 zu einem Rohr bzw. rohrförmigen Einlage 12 gebogen. Der als rohrförmige Einlage ausgebildete Teil des bereits erstellten Vormaterials ist an seinem vorderen Ende 13 in der Spannzange 14 eines Ziehschlittens 15 eingespannt. Die Transportrichtung des mittels nicht dargestelltem Antrieb (Kettenantrieb, hydraulischer Antrieb) angetriebenen Ziehschlittens 15 erstreckt sich entlang der Ziehachse 3. Metallband 2 befindet sich als massives oder beschichtetes Vormaterial in einer für eine Vielzahl von Ziehvorgängen ausreichenden Menge auf einer Vorratsspule 17, von der es chargenweise (der Rohrlänge entsprechend) abgewickelt wird. Durch die Ziehbewegung in Richtung Pfeil 18 wird der Ziehschlitten 15 so weit vorgeschoben, daß sich zwischen Ziehschlitten 15 und Matrize 8 ein Längenbereich von ca. 0,5 m bis zu 6 m für den Rohling des Einlagerohrs bzw. der rohrförmigen Einlage 12 ergibt. Figur 1a ist zwecks besserer Übersicht in einer entlang der Längsachse gestauchten Form dargestellt, so daß diese Figur keinesfalls als maßstäblich anzusehen ist; die sich nach Verlassen der Matrize 8 ergebende rohrförmige Einlage 12 bzw. Einlagerohr 12 ist im Querschnitt entlang der Schnittebene AA in Figur 1b dargestellt, wobei diese Figur auf eine rohrförmige Einlage 12 mit aufgebrachter Oberflächenbeschichtung 19 gerichtet ist; der nahezu geschlossene Längsspalt ist mit Ziffer 21 bezeichnet; als Oberflächenbeschichtung ist vorzugsweise Gold vorgesehen, um beispielsweise eine optimale Reflexion der in die rohrförmige Einlage bzw. in das spätere Verbundrohr eindringenden Strahlung zu ermöglichen, sofern das Verbundrohr für pyrometrische Temperaturmessung eingesetzt wird.
    Die Ausführungsform nach Figur 1b eignet sich auch als Verbundrohr ohne zusätzliche äußere Ummantelung, dessen Herstellung in den Ansprüchen 7 bis 9 beschrieben ist; eine solche Anordnung ist insbesondere für pyrometrische Temperaturmessung geeignet.
    Es ist jedoch auch möglich, auf die Oberflächenbeschichtung des Bandmaterials zu verzichten, wie sich aus Figur 1c ergibt; ein solches unbeschichtetes Einlagerohr kann als Vormaterial eines zu erstellenden Verbundrohres mit geschlossenem Außenmantel für die Übermittlung eines Mediums, beispielsweise Gas bzw. als Kanal für ein Kühlmedium eingesetzt werden; als vorteilhaft ist hierbei der Einsatz eines gegenüber dem jeweiligen Medium beständigen Werkstoffes anzusehen.
    Figur 2a zeigt wiederum Ziehvorrichtung 1 mit Ziehdorn 4, Dornstange 5 und Dornhalterung 6, wobei Ziehdorn 4 von einer Matrize 8 in Matrizenhalterung 9 mit Abstand (Abstand ist auf die Wanddicken bzw. Endabmessung des zu erstellenden Verbundrohres abgestimmt) umgeben ist. Als Vormaterial ist nunmehr das in einem äußeren nahtlosen Mantel-Rohr 20 eingesteckte Einlagerohr 12 vorgesehen, wobei beide Rohre mit ihren vorderen Enden in der Spannzange 14 des Ziehschlittens 15 eingespannt sind. Durch Bewegung des Ziehschlittens 15 entlang der Ziehachse 3 in Richtung des Ziehpfeils 18 werden beide Rohre in radialer Richtung zur Ziehachse 3 gesehen so zusammengepreßt, daß ein Verbundrohr 22 den Bereich der Matrize 8 in Pfeilrichtung 18 verläßt; beim Zusammenpressen in radialer Richtung auf dem Ziehdorn 4 wird die Oberflächenbeschichtung 19 stark geglättet, daß eine optimal reflektierende innere Oberfläche erreicht wird. Die Oberflächenbeschichtung ist gemäß Figur 2b mit Bezugsziffer 19 gekennzeichnet.
    Figur 2c zeigt einen Längsschnitt des fertigen Verbundrohres; gemäß Figur 2c tritt direkte Strahlung 25 entlang der Rohrachse 23 ein, welche ohne Reflexion das Verbundrohr 22 durchläuft; Streustrahlung 26 (wie sie beispielsweise auch anhand der DE 36 05 737 A1 beschrieben ist), tritt dagegen außerhalb der Rohrachse 23 ein und wird mehrfach an der Oberflächenbeschichtung 19 innerhalb des Rohres reflektiert und tritt am Rohrende 24 in eine hier nicht dargestellte Detektoreinrichtung aus; als Detektoreinrichtung kann sich beispielsweise ein Pyrometer zur berührungsfreien Temperaturmessung eignen.

    Claims (19)

    1. Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Rohres aus Metall, das eine von einem äußeren, nahtlosen Rohr ummantelte rohrartige Einlage aufweist, wobei Einlage und äußeres Rohr teleskopartig ineinandergesteckt und dann durch Ziehen radial zusammengepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt ein Metall-Band, das auf wenigstens einer Bandseite eine Beschichtung aus Edelmetal aufweist, so in der Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die Innenfläche der zu erstellenden rohrförmigen Einlage bildet, wobei das Metallband mit einem Ende in einen gegenüber der Ziehvorrichtung beweglichen Ziehschlitten eingespannt und durch Bewegung des Ziehschlittens zu der rohrartigen Einlage gebogen wird, wobei die Breite des Bandes zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage entspricht,
      daß in einem zweiten Schritt, der als rohrförmige Einlage geformte Rohling in das äußere Rohr eingeschoben wird und
      daß in einem dritten Schritt die ineinander geschobenen Rohre zusammen mit jeweils einem Ende in den Ziehschlitten eingespannt werden und mittels Ziehmatrize mit feststehendem Innendorn gemeinsam auf Endmaß gezogen werden, wobei durch radiales Zusammenpressen äußeres Rohr und rohrartige Einlage über Preß-Sitz miteinander verbunden werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt die rohrförmige Einlage als Einlage-Rohr geformt wird, dessen Rohr-Mantel einen nahezu geschlossenen Spalt entlang der Rohr-Längs-Achse aufweist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt ein Metall-Band mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm und einer Breite im Bereich von 6 bis 30 mm zu einem Einlage-Rohr gebogen wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Schritt die rohrförmige Einlage mit einer Länge im Bereich von 0,5 m bis 6 m in das äußere Rohr eingeschoben wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Schritt der Durchmesser sowohl der rohrartigen Einlage als auch des Mantel-Rohrs um 5 bis 50 % verringert werden.
    6. Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Rohres aus Metall, das durch Ziehen radial zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metall-Band mit einer mit Edelmetall beschichteten Bandseite in eine Ziehmatrize einer Ziehvorrichtung mit feststehendem Innendorn eingebracht, mit einem Ende in einen gegenüber der Ziehvorrichtung beweglichen Ziehschlitten eingespannt und durch Bewegung des Ziehschlittens zu einem Verbund-Rohr mit nahezu geschlossenem Längsspalt gebogen wird, wobei die Breite des Bandes zumindest näherungsweise dem mittleren Umfang der rohrartigen Einlage entspricht und das Metall-Band so in der Ziehvorrichtung geführt wird, daß die beschichtete Bandseite die Innenfläche des zu erstellenden Verbund-Rohrs bildet.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metall-Band mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm und einer Breite im Bereich von 6 bis 30 mm zu dem Verbund-Rohr gebogen wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbund-Rohr mit einer Länge bis zu 6 m gezogen wird.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehvorgang oder die Ziehvorgänge bei Raumtemperatur erfolgen.
    10. Verbundrohr hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Verbundrohres mit einer Beschichtung aus Edelmetall versehen ist.
    11. Verbundrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des Verbundrohres aus Gold besteht.
    12. Verbundrohr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke im Bereich von mindestens 0,1 µm aufweist.
    13. Verbundrohr hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlage-Rohr einen längs der Rohrachse verlaufenden nahezu geschlossenen Spalt aufweist.
    14. Verbundrohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser im Bereich von 1,5 bis 9 mm und sein äußerer Durchmesser im Bereich von 2 bis 10 mm liegt.
    15. Verbundrohr nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die rohrförmige Einlage Buntmetall, insbesondere Messing oder Kupfer, Edelmetall oder Edelstahl eingesetzt wird.
    16. Verbundrohr nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das äußere Rohr Edelstahl oder Buntmetall, insbesondere Kupfer oder Messing, eingesetzt wird.
    17. Verbundrohr hergestellt nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser im Bereich von 1,5 bis 9 mm und sein äußerer Durchmesser im Bereich von 2 bis 10 mm liegt.
    18. Verwendung eines Verbundrohres nach einem der Ansprüche 10 bis 17 zur Übertragung von Strahlung entlang der Rohrachse durch Reflexion wenigstens eines Teils der Strahlung an der inneren Oberfläche des Verbundrohres.
    19. Verwendung eines Verbundrohres nach Anspruch 18 zur Übertragung von Infrarot-Strahlung für Temperaturmessung.
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