用于使管状体成形的方法、蜿蜒形的管状体及其应用与流程

本发明的第一方面涉及一种用于使管状体成形的方法。本发明的另一方面涉及借助这种方法制造的蜿蜒形的管状体。本发明的另一方面涉及这种管状体的应用。

背景技术：

管状体的成形是通常是已知的。管状体在其制造之后通常以伸长的、基本上不弯曲的形式存在。但是，因为在实践中管状体不仅沿着直线的运送路线使用，而且有时安装地点需要借助于管状体沿着弯曲的轨道、例如围绕角运送流体，并且在此并非总是可以实现分支线路、装法兰的管弯头等的使用或者分支线路、装法兰的管弯头等的使用并非总是所期望的，所以一方面存在例如能够借助于成形使管状体弯曲的需求。另一方面，存在能够关于管状体的横截面形状使管状体成形的需求，以便能够使所述管状体穿过预先限定的开口横截面或者能够使管状体通过其横截面尽可能紧密地成形为匹配预设的开口横截面。后则尤其在将管状体用作为冷却体时是重要的，以便能够实现管状体和待冷却的物体之间的尽可能良好的热传递。

在管状体成形时的一个特别的要求是：防止管状体萎缩、折弯或以其它方式和方法不期望地变形，并且仅实现如下成形，所述成形在成形过程中是所期望的。为了能够实现上述，在现有技术中将砂用作为填料。砂填满管状体的内部横截面并且在填充密度足够的情况下防止管状体在成形时萎缩或不期望地凹陷。

虽然该方法对于简单的成形过程，例如产生各个弯曲半径或产生管的非圆形的横截面，是可行的，但是在更复杂的成形过程中，例如在产生蜿蜒形的管状体时，产生如下问题：砂在成形过程之后不再能够完全地从管状体中移除。因此在现有技术中无法由一个件制造复杂的管状体形状，例如蜿蜒形的管状体。

在作为优先权的德国专利申请中，德国专利商标局检索到如下文献：de69402051t2、de19616484a1、ep0099714a1、de19952508a1和de102010018162b3。

技术实现要素：

因此，本发明基于下述目的：提出一种用于使管状体成形的方法，所述方法尽可能消除上述缺点。特别地，本发明基于下述目的：提出一种用于使管状体成形的方法，所述方法实现成形的高的灵活性或复杂性。

本发明在一开始所描述的类型的、具有权利要求1的特征的方法中实现其所基于的目的。特别地，根据本发明的方法具有如下步骤：提供具有第一管端部和第二管端部的管状体；用液体，例如水，填充管状体；封闭管状体；和使管状体成形。本发明利用如下知识：只要一个或优选这两个管端部在成形之后再次打开，那么水尤其在液态或气态状态下能够完全无残余地在管状体成形后从管状体中移除，而与管状体的复杂性无关。此外，本发明利用如下知识：液体，例如水或适当的油，是难以压缩的，进而只要管完全地被填充并且是闭合的，那么尽管所述液体处于液态状态，但是也确保内部的管状体积的充分稳定。

在所述方法的一个尤其优选的改进形式中，该方法还包括如下步骤：在成形的步骤之前，给管状体中的液体加载压力。通过给液体加载压力，该液体一定程度上有预应力。液体在物理上来看并非是完全不可压缩的。当然已经证实：为了根据本发明的方法的目的，在使用水时提供充分的不可压缩性或充分低的可压缩性，所述充分的不可压缩性或充分低的可压缩性通过如下方式进一步改进：在成形之前给水加载压力。加载压力同样确保表示管状体已完全填充的指示器。随着加载压力产生的一个特别的优点是：如果在管状体成形时形成泄漏部，例如裂纹形式的泄漏部，那么加载压力的液体可能会立即从管状体的内部中漏出。这种漏出可能是可容易地检测的。由此，在成形时同时能够执行压力检查。如果在成形过程结束之前没有液体排出，那么操作员立刻知晓：管在任何情况下都是压力密封的直至如下压力，之前借助于所述压力从内部给管状体加载压力。这是一个显著经济的优点。

优选地，给液体加载20bar或更大的压力，尤其优选50bar至200bar范围中的压力。

在所述方法的一个优选的实施方式中，成形的步骤包括：将一个或多个弯曲半径引入管中。简单地说，管状体的几何形状越复杂，使用液体作为内部稳定剂的优点就表现得越强，因此更多的弯曲半径被引入到管中。

在另一优选的实施方式中，弯曲半径或多个弯曲半径中的至少一个弯曲半径，优选多个弯曲半径或全部弯曲半径小于三倍的管直径。在现有技术中的常规的管弯曲方法中从最小的弯曲半径为管直径的大约五倍下至最大的弯曲半径为管直径的足足三倍为出发点，而根据本发明的方法由于使用液体，尤其加载压力的液体作为内部的稳定剂而允许明显更强的弯曲，这表现为显著更紧密的可行的弯曲半径。在优选的设计方案中，可达到的弯曲半径优选处于小于三倍的管直径至大约两倍的管直径的范围中，其中弯曲半径始终以已知的方式也与管状体的所使用的材料和相关并且尤其与其壁厚度相关。在管的直径为12mm、壁厚为1mm和将不锈钢作为材料的情况下，例如可实现上述弯曲半径。

在所述方法的另一优选的实施方式中，成形的步骤包括：改变管状体的一个或多个部段的管横截面或改变整个管状体的管横截面，优选改变成基本上多边形的横截面形状，尤其优选改变成基本上矩形的形状。将基本上多边形的或基本上矩形的形状理解为：横截面的“成角性”在技术上可行的范围内变动。当管横截面借助于成形变形为，使得其具有一个或多个棱边时，可预期：在内外保留小的棱边半径，其中所述棱边给予横截面整体上多边形的形状，尤其矩形的形状。这种小的棱边半径对于基本上多边形的或基本上矩形的横截面形状的术语理解而言是可忽略的。

将管横截面改变为基本上多边形的或基本上矩形的横截面形状，优选通过如下方式实现：管状体分部段地或完全地插入成形体中并且随后借助于力加载成形为匹配成形体。根据本发明，加载力或者从外部施加到成形体或管状体上，和/或通过例如按照冲压的方式工作的成形体本身进行。根据本发明，例如优选的是，管状体借助于冲头或辊，例如借助于压平辊变形。

所述方法在另一实施方式中通过如下方式改进：将多个弯曲半径引入到管状体中，并且成形的步骤还包括：将管弯曲成蜿蜒形，其中蜿蜒形具有一个或多个基本上不弯曲的管部段，所述管部段分别连接到弯曲半径的一个或多个上。

此外优选的是，所述方法包括如下步骤：当在成形期间的压力超过预定的值时，优选借助于泄压阀将液体从管状体中放出。这优选通过如下方式执行：管状体的端部中的至少一个借助过压限制阀封闭，只有当压力由于继续进行的变形而显著上升，优选上升1％至10％或更多时，所述过压限制阀才放出液体。由此，实现如下后果：在通过从外部加载力改变管横截面时，有时减小管状体的体积。为了使从管状体的刚刚变形的部段中离开的液态介质不在其他部位处引起管状体的鼓起或不期望的变形，根据该实施方式有针对性地放出液体，以便将管状体中的压力保持基本上恒定。根据管状体的构成方案，在此能够限定不同的极限值。在壁厚度为1mm并且以不锈钢作为材料的情况下，对于压力限制而言例如大致50bar的极限值证明是可靠的。

在根据本发明的方法的另一优选的实施方式中，该方法还包括如下步骤：优选借助于压力传感器监控在成形期间的液体压力。除了自然能够通过观察泄压阀视觉地监控液体压力之外，为了更精确地控制成形过程能够优选的是：也定量地检测管状体的内部中的压力上升，并且对此优选地使用普遍已知的压力测量传感器。

根据本发明的方法尤其即使在如下管状体中也证明是可靠的，所述管状体由钢材料形成，尤其由优质钢或型钢形成。

根据本发明的第二方面，本发明所基于的目的在于提供一种管状体，所述管状体适合于冷却发电机，其中发电机用于产生电流，所述发电机尤其呈风能设备的多极同步发电机的形式。

本发明通过如下方式实现所述目的：管状体构成具有权利要求12的特征。特别地，蜿蜒形的管状体具有多个弯曲半径，优选具有低于三倍的管直径的一个弯曲半径，和多个基本上不弯曲的部段，所述基本上不弯曲的部段优选无折弯地连接到弯曲半径上，其中至少一个、优选多个或全部基本上不弯曲的部段具有基本上矩形的横基面。

只要在上文中和在下文中提及管状体的基本上不弯曲的部段，那么就将其理解为：管状体在这些部段中无弯曲部地构成，也就说直线地构成，或者在任何情况下都具有这样的弯曲部，所述弯曲部小至使得所述部段可引入到发电机的槽中并且在那里优选贴靠槽的相对置的壁，以便实现热传输。在朝向槽深的弯曲部轻微的情况下，所述弯曲部在此不重要。根据本发明，当部段通过弹性变形可移动到槽中时，横向于槽深的，即朝向槽壁的或远离槽壁的轻微的弯曲部也以基本上不弯曲的部段为出发点。

根据本发明的管状体优选具有在0.5mm和3.5mm之间的范围中的壁厚度，尤其优选在1壁厚度至2mm范围中的壁厚度。

还优选的是，根据本发明的管状体由钢材料形成，尤其由优质钢或型钢构成。尽管存在由于较高的延展性而可明显更强地变形的材料，例如铜管。但是尤其对于在用于产生电流的发电机中的应用而言，根据本发明优选的是：构成导电能力尽可能小的管状体。管状体的蜿蜒形基本上也像线圈一样起作用，并且在发电机运行时，如果极靴移动经过设有蜿蜒部的槽，那么能够引起功率损失或者干扰场，所述功率损失或者干扰场能够通过适当的材料选择而保持得小。

因此，根据第三方面，本发明涉及根据上述实施方式之一的蜿蜒形的管状体在发电机中的应用。

本发明尤其实现如下目的：借助尽可能经济的手段实行发电机的冷却并且实现尽可能无泄漏的冷却剂引导。

根据上述实施方式之一的蜿蜒形的管状体的应用，出于上述考量因此是尤其优选的，因为对管状体在其制造期间就已经(隐含地)被检查过压力密封性。

根据本发明，蜿蜒形的管状体尤其优选在发电机中应用，所述发电机构成为风能设备的多极同步发电机。发电机，尤其优选发电机的定子具有多个槽，在所述槽中设置绕组，所述绕组优选是定子绕组。管状体借助其多个基本上不弯曲的、具有基本上矩形的横截面的管部段引入到槽中。如果管状体随后由冷却液体穿流，那么能够直接将由定子绕组产生的热量从槽中导出并且同时阻止定子中的热形成。

在无传动装置的风能设备的同步环形发电机中将“多极”理解为多个定子极，尤其具有至少48个定子齿的构成方案，通常甚至具有明显更多的定子齿，如尤其96个定子齿或更多定子齿。发电机的磁活性的区域，即转子和定子的磁活性的区域设置在围绕同步发电机的转动轴线的环形区域中，所述转子也能够称为电枢。因此，特别地，气隙半径的0到至少50百分比的区域没有如下材料，所述材料引导同步发电机的电流或电场。特别地，该内部空间完全是空的并且基本上也可行走的。通常，该范围也大于气隙半径的0至50百分比，尤其气隙半径的0至70百分比或甚至0至80百分比。根据构造，承载结构能够存在于该内部区域中，但是所述承载结构在一些实施方案中能够轴向错开地构成。受功能决定，无传动装置的风能设备的这种同步发电机是缓慢转动的发电机。在此根据设备大小将缓慢转动理解为低于每分钟40转的转速，尤其每分钟大约4至35转的转速。

附图说明

根据优选的实施例参考所附的附图详细描述本发明。在此示出：

图1示出制造蜿蜒形的管状体时的第一方法状态，

图2示出根据图1的方法的第二方法状态，和

图3示出根据图1和2的方法的第三方法状态。

具体实施方式

图1至3中示出的管状体1在其未变形的状态下具有基本上柱形的横截面并且是不弯曲的，如在图1中所看到的那样。为了准备成形步骤，管状体1在第一端部部段2处借助封闭件3，例如盲塞，压力密封地封闭。在相对置的第二端部部段4上安置第二封闭件5。第二封闭件5例如构成为具有超压限制器的止回阀。

管状体1优选经由第二封闭件5填充液体并且进行被加载压力，例如加载处于50bar至200bar范围中的压力。经由可选地设置的止回阀，管状体因此被压力密封地封闭，其中在超过管状体1内部预定的压力时，可选地设置的限压器设立用于从管状体1的内部中排出液体。

随后，借助已填充的并且封闭的以及优选加载压力的管状体1，能够执行成形步骤。在所示出的实施例中，根据图1首先将管状体1插入管弯曲设备100中。管弯曲设备100使管状体1在第一腿部处抵靠止挡件101。杠杆103引起管状体1沿箭头a方向围绕固位钉105弯曲。由于用液体填充管状体1，成功在管横截面不萎缩的情况下进行管弯曲，并且在多次执行弯曲过程时实现根据图2的状态。

图2中示出的蜿蜒形地弯曲的管状体具有多个基本上不弯曲的部段7，其中所述管状体是所示出的实施例的方法的中间产物，其中所述不弯曲的部段分别以无折弯地连接到弯曲半径9上的方式设置。

以根据图2的状态为出发点，优选随后改变基本上不弯曲的部段7的管横截面。这根据图3通过如下方式进行：基本上不弯曲的部段7依次插入到冲压设备200的成形体203中。成形体203例如由两个平行的条构成，所述条在其间限定具有矩形的横截面的间隙，所述横截面例如作为槽宽c的平方并且优选同样作为槽深度的平方。

通过沿箭头b的方向重复地将冲头201向上和向下运动，成形体203中的管状体1从外部被加载力，所述力引起变形，使得将管横截面成形为匹配槽的横截面。

在第二封闭件5上优选设置有压力测量传感器11，所述压力测量传感器设立用于监控液体的内部压力。在超过预定的压力值时，或者能够手动放出液体，或者在超过所述压力时自动地打开泄压阀，以便考虑由于因冲压设备200引起的形状变化而缩小管状体1内部中的体积。

如从上面的实施例中所得出的那样，根据本发明的方法不仅能够用于管横截面的组合的弯曲而且能够用于管横截面的形状变化。但是，借助于优选加载压力的液体来稳定管状体1的体积的根据本发明的优点，在这两个单独的加工步骤中，也就是说，仅在管横截面弯曲时或仅在管横截面形状变化时起作用。已证实：使用水实现充分的稳定，并且水的环境相容性视作为对于其应用是有利的。

替选地，同样提出使用油等。