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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Rohren mit Überlappungsnaht, sowie Vorrichtung zur Erzeugung von Rohren mit stumpfer Naht aus Rohren mit Überlappungsnaht.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rohren mit Überlappungsnaht aus blechstreifen in einem ununterbrochenen Arbeitsgang, ohne dass es notwendig wäre, irgendwelche Handgriffe wahrend der Herstellung mit Ausnahme der Einführung des Streifens in die Vorrichtung vorzunehmen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht, dass die mit Cborlappungsnuht versehenen Rohre ohne Unterbrechung des Arbeitsvorganges in Rohre mit dicht schliessender, stumpfer Naht umgewandelt werden.
In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der vollständigen Vorrichtung in Fig. 1 in Längsansicht von der einen Seite, in Fig. 2 in Längsansicht von der entgegengesetzten Seite und in Fig. 3 in Draufsicht dargestellt. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach 4 4 der Fig. ; !, Fig. 5 eine Einzelansicht der zum Einwärtsbicgeu der Kanten dienenden Rollen, Fig. 6 eine Einzelansicht der Zusammenziehrollen in ihrem Zusammenbau, Fig. 7 eine Einzelansicht des Dornes und der zugehörigen Dornstango, Fig. eine Einzelansicht ein', r
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durch die zusammenarbeitenden Paare der zur Biegung des Streifens in Rohrform dienenden Rollen, Fig. I ti zeigt im Querschnitt ein Paar der Kantenbiegerollen, Fig.
17 einen Quer-
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stehend sind die zusammenarbeitenden Teile in der Aufeinanderfolge beschrieben, in der dieselben auf den Streifen zwecks Rohrbildung einwirken, da hiedurch die verschiedenen Phasen des Verfahrens auf die einfachste Weise klargestellt werden können.
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sieben Sätze der zur Rohrbildung dienenden Rollen 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 angeordnet. wobei jeder Satz zweckmässig durch zwei übereinander angeordnete Rollen gebildet wird. Die Wellen 10 der oberen Rollen sind in Lagern 11, die vermittels der Kopfschraubcn 7 ? in bekannter Weise eingestellt werden können, gelagert.
Eine Anzahl der Wellen 13 der unteren Rollen werden unter Vermittlung eines Getriebes 14, 15, 16, 17, 18 von einer
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gewünschten Richtung angetrieben werden. Bei der dargestellten Vorrichtung, die insbesondere zur Erzeugung von kleinen Rohren aus relativ leichtem Material dienen soll, wird zweckmässigerweise nur jedes zweite Rollenpaar angetrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass beispielsweise auch alle Rollen, wie es ja auch vorteilhafterweise bei Vorrichtungen zur Herstellung von Rohren aus relativ schwerem Material der Fall sein wird, direkt angetrieben werden. Der zur Rohrbildung dienende Streifen wird zunächst (Fig. 9-15) zwischen die oberen und unteren Rollen 3a und 3b des ersten Rollenpaares 3 eingesetzt.
Die Rolle 3b ist mit einer am Umfang derselben ausgearbeiteten Ausnehmung 3c versehen. Die letztere zeigt einen gekrümmten inneren Teil 3d und gerade divergierende Seiten axe. Die. mit der Rolle 3b zusammenarbeitende Rolle 390 ist mit einem entlang des Umfanges vorgesehenen Wulst 3' ausgestattet, dessen Querschnitt derart gestaltet ist, dass er genau in die Ausnehmung 3e hineinragt (Fig. 9).
Bewegt sich nun der Streifen zwischen den Rollen 3a und Bb, so wird er rinnenartig gebogen und. in Rinnenform zu dem zweiten Rollenpaar 4 bewegt, dessen obere und untere Rollen 4a und 4b ähnlich dem Rollenpaar 3 mit einer Ausnehmung 4d bzw. einem Wulst 4e ausgestattet sind, jedoch mit dem Unter- schiede, dass der Radius des gekrümmten inneren Teiles der Ausnehmung 4d genau dem Radius des fertiggestellten Rohres entspricht und dass die Konvergenz der Seiten der Aus- nehmung etwas geringer ist, als die der Rollen 3D, Gelangt nun der Streifen zwischen die Rollen dieses zweiten Satzes, so werden die geraden Seiten desselben gegeneinander bewegt, worauf dieselben durch die Rollen 5a und 5b des dritten Satzes 5 (Fig.
11) in parallele Lage zueinander gebracht werden. Die Rollen 6a und 6b des nächsten Satzes 6 sind ungleich den Rollen der vorangegangenen Sätze geformt, indem beide am Umfange vorgesehene Aus- nehmungen aufweisen, wobei die Ausnehmung 6c der unteren Rolle 6b einen halbzylindrischen
Querschnitt besitzt und die Ausnehmung bd der Rolle 6a einen winklig geformten inneren Teil cor und divergierende Seiten 6e aufweist. Bewegt sich nun der Streifen zwischen diesen Rotten, so ist seine halbzylindrische Basis in der Ausnehmung der Rolle 6b gestützt, während seine parallelen Seiten durch die Seiten der Ausnehmung in der Rolle 6a konvergierend gebogen worden, indem die Streifenkanten gegen den winkligen Bodenteil der Ausnehmung sich legen, wodurch ein Ausweichen des Metalles während des Biegens verhindert wird.
Die untere Rollo 7b des nächsten Satzes entspricht genau der Rolle 61, während die obere Rolle 7-1 sich von der Rolle 6 & nur darin unterscheidet, dass die Seiten der Aus- nehmung querüber gekrümmt sind und eine etwas grössere Konvergenz aufweisen und der
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Kanten des Streifens bildet.
Bewegt sich nun der Streifen zwischen den Rollen 7a und 7b, so worden spine Kanten, die oberhalb des halbzylindrisch gestalteten unteren Teiles des
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Satz ! 7, der die Bildung eines vollständigen Rohres von normalen Dimensionen, d. i. von Dimensionen des fertiggestellten Rohres mit stumpfer Naht vervollständigt, indem die
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zu einer genau zylindrischen Durchgangsöffnung ergänzen.
Die soweit beschriebene Anordnung bildet nun einen Hauptteil der zur Rohrherstellung
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der Streifen in mehr oder weniger Phasen zum Rohr umgeformt werden soll. Es muss betont werden, dass es im Wesen der Erfindung gelegen ist, Streifen in Rohrform oder in eine genau zylindrische Form, u. zw. ohne Rücksicht auf die besondere Beschaffenheit der zum Streifenbiegen dienenden Vorrichtung zu biegen, bevor an dem Rohr weitere Operationen vorgenommen werden. Es kann daher auch eine von der dargestellten vollständig verschiedene Errichtung zur Umwandlung des Streifens in Rohrform benutzt werden. Tritt das Rohr aus dem letzten Satze 9 aus, so ist es, wie vorher erwähnt wurde, in genau zylindrischer Form.
Hinter dem Satz 9 ist ein Gestell an der Grundplatte 1 angeordnet, an welchem ein Paar Führungsrollen 24 5 gelagert. ist ; dasselbe ist mit Ausnehmuugon versehen, die sich zu einer genau zylindrischen Öffnung ergänzen, welche zur Aufnahme des Rohres, nachdem dasselbe den Rollensatz 9a und 9b verlassen hat, geeignet ist. Die Rollen 24 und 25 dienen zur Zufuhrung des Rohres zu der Kantenbiegevorrichtung. Die veranschaulichte
Ausfuhrungsform der letzteren weist zwei verhältnismässig grosse untere Rollen 26 und 27 auf. die im Gestell 23 nahe aneinander eingebaut sind (Fig. 5) und halbkreisförmige Aus- nphmungpn, deren Radius denen des herzustellenden Rohres (Fig. 16) entspricht, besitzen.
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In einer Ebene mit den Rollen 26 und 27 und oberhalb derselben sind drei kleinere Rollen 28, 29 und 30, u. zw. die Rollen 28 und 30 unmittelbar oberhalb der Rollen 26 und 27 eingebaut. Die zwei unteren Rollen bieten eine genügende Führungsbahn für das Rohr, während die drei oberen Rollen zum Einwärtsbiegen der einen Kante des Rohres dienen, u. zw. in einer derartigen Weise, dass diese Kante unmittelbar unterhalb der anderen Kante des Rohres zu liegen kommt, zu welchem Zwecke jede der oberen Rollen mit einem Biegenansche 3. Z versehen ist, der angenähert halb so breit ist wie das Rohr und eine gekrümmte Mantelfläche 32 aufweist, die auf ein oberes Viertel des Rohres drückt.
Zweck- mässig gelangt'eine Mehrzahl solcher Kantenbiegerollen zur Verwendung, u. zw. deshalb, weil nur durch das wiederholte bzw. fortgesetzte Biegen des Metalles ein Überwinden der Materialspannung, die sonst die niedergedrückte Kante in die ursprüngliche Lage legen würde, möglich ist.
Die nächste Phase des Verfahrens besteht nun darin, dass das Rohr derart zusammengedrückt wird, dass dessen Kanten durch Anwendung eines äusseren Druckes an einer gewissen Anzahl von Rohrteilen zum Überlappen gebracht werden. Dies Zusammendrücken des Rohres wird vorteilhafterweise derart bewirkt, dass dasselbe durch eine verhältnismässig enge Öffnung, die durch die Kanten der vier Zusammenziehrollen 33, 34,35 und 36 gebildet wird, hindurchgeführt wird. Die letztgenannten Rollen sind im rechten Winkel zueinander angeordnet und ihre Achsen in an einer Platte 38 des Gestelles 23 geführten Lagern 37 gelagert. Diese Rollen müssen einstellbar angeordnet sein, zu welchem Zwecke die Lagerblöcke 37 vorteilhafterweise Gleitflächen 39 erhalten, die in radialen Führungen 40, die in der Platte 3S vorgesehen sind, gleiten können.
Zwecks Einstellung der Blöcke bzw. der Rollen ist jeder Block an seinem äusseren Ende mit einem Ansatz 41 ausgestattet, durch welchen ein Einstellbolzen 42 geführt ist, dessen inneres Ende vermittelst Gewinde mit der Platte 38 in Eingriff steht (Fig. & ). Wurde der Block eingestellt, so geschieht seine Feststellung vermittelst der Schrauben 43, die durch an den Blöcken vorgesehene geschlitzte Ansätze durchgeführt und in die Platte 38 eingeschraubt sind (Fig. 6). Verlässt nun das Rohr die Kantonbiegerollen 28, 29 und 30, so tritt es in die enge Öffnung, die durch die vier Zusammen- ziehrollon, deren jede auf ein Viertel des Rohres einwirkt, gebildet wird, ein.
Nachdem daher das Rohr diese Öffnung verlassen hat, ist es durch Anwendung des radialen Druckes gleichmässig zusammengedrückt und der Streifen hiedurch genügend spiralenartig gewunden, um ein Überlappen seiner Längskanten zu bewirken. Es nimmt daher der Streifen nach Ver- lessen der Zusammenziehrollen die Form eines Rohres ein, welches durch eine Über- lappungsnaht geschlossen ist und dessen Naht nachträglich, jedoch nicht notwendiger- weise, geschweisst werden kann.
Ein derartiges Verfahren zur Herstellung der Überlappung bietet den Vorteil, das ein Stauchen der Riinder gegeneinander und eine etwaige Faltenbildung oder ein Unrundwerden der Rohrwandung beim Einrollen des Blechstreifens vermieden wird. Dieses Verfahren kann auch mittelst anderer Vorrichtungen als der bisher beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden, ohne dass hiedurch das Wesen der Erfindung bezüglich des Verfahrens eine Änderung erfahren würde. Doch eignet sich insbesonders die erläuterte Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, weil mittelt dieser das Vorfahren in einem ununterbrochenen Arbeitsgang durchführbar ist.
Die Ausdehnung des Rohres mit Überlappungsnaht in ein solches mit einer stumpfen Naht wird durch Anwendung von innerem Druck durch Bewegung des Rohres über einen Dorn 45 bewirkt. Dieser Dorn 45 ist ausserhalb der Zusammendrtlckrol1en 33-36 angeordnet und abnehmbar am hinteren Ende einer Dornstango 46 befestigt, die sich nach vorwärts durch die Öffnungen, die durch die Zusarnmenziehrollen, die Kantenbiegerollen, die Führungsrollen 24 und die letzten zwei Sätze 8 und 9 der Streifenbiegerollen gebildet sind, erstreckt und ausserhalb der letzteren von einer Manschette 47 gestützt wird, die mit
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ist in zweckmässiger Weise, z. B. durch einen Keil 50, verhindert.
Der Durchmesser der Dornstange 46 ist derart bemessen, dass eine Beeinträchtigung der Biegung des Streifens durch die Stange nicht stattfinden kann, welch letztere nichtsdestoweniger als Führung für das Rohr an diesen Stellen dient, an welchen die Kantenbiege- und Zusammenziehrollen wirkon. Der Durchmesser des vorderen Endes 45"des Domes 45 entspricht jenem der
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zwar so lange, bis sein innerer Durchmesser jenem des eine Stossnaht aufweisenden, fertiggestellten Rohres entspricht. Der restliche Teil des Dornes ist zweckmässig, wie bei der dargestellten Ausfübrungsform veranschaulicht, von genau zylindrischer Form.
Das verjüngte Ende 45 bildet die Ausdehnungsvorrichtung, die dazu dient, das sich überlappende
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seine Kanten dicht zusammenstossen.
Die Form dieses über den zylindrischen Dornteil sich bewegenden Rohrteilos ent-
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sich bewegt. Während aber die Form des Rohres die gleiche ist, ist nichtsdestoweniger die Materialspannung eine wesentlich andere. Denn, wenn das Rohr aus den Rollen 9a und 9b gelangt, so hat es das Bestreben, sich auszudehnen und hiedurch die anstossenden Kanten voneinander weg zu bewegen, während der auf dem Dorn befindliche Teil des Rohres unter dem Einfluss einer Spannung steht, die das Bestreben hat, das Rohr zusammen zu ziehen und hiedurch die Kanten zum Aneinanderstossen zu veranlassen.
Diese Spannung reicht nicht allein hin, um die Streifenkanten in geschlossener Stellung zu erhalten, sondern ist genügend gross, um die vorher abgebogene bzw. niedergedrückte Streifenkante wieder nach einwärts und unter die Gegenkante zu bewegen, wenn infolge Erschütterung des Rohres oder dgl. noch ein nach einwärts gerichteter Druck hinzutritt. Um nun diese Möglichkeit. zu verhindern, wird jene Kante, die vor Zusammendrücken des Rohres nach einwärts gebogen wurde, noch etwas über die Kreisform hinaus nach auswärts gebogen.
Dieses Auswärtsbiegen erfolgt vermittelst eines Stempels 51, der im Dorn gelagert ist und über die Oberfläche desselben so weit hervorragt, dass nur der Spannungskomponente der Kante, die die letztere nach einwärts, also gegen die Rohrachse zu bewegen strebt, entgegengewirkt wird ; die aufgewendete Kraft ist jedoch nicht hinreichend gross, um der Spannungskomponente entgegen zu wirken, die die Kanten in der Schliessstellung erhält.
Gelangt das Rohr ausserhalb des Stempels 51, so springt die nach auswärts gebogene Kante in ihre normale Lage zurück, wobei jedoch, da durch das Auswärtsbiegen nur einer übermässig grossen Spannung, die die Kante nach innen zu bewegen sucht, entgegengewirkt wurde, eine derartige stumpfe Naht entsteht, dass die Kanten infolge der dem Material innewohnenden Elastizität in ge- schlossener Lage verharren und Beanspruchungen durch ungeeignete bzw. nicht hinreichend sorgsame Behandlung der Rohre widerstehen, ohne Gefahr, dass sich die Naht öffnen würde oder dass die Kanten sich überlappen würden.
In Fig. 8 ist eine Ausführungsform des Stempels 511 veranschaulicht, bei welcher derselbe keinen Rotationskörper bildet, sondern die Gestalt eines schwingenden Hebels
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Für den Fall, als das fertiggestellte Rohr nach Verlassen des Dornes nicht genau gerade sein sollte, wird dasselbe durch eine Geraderichtvorrichtung gezogen, die zweck- mässigerweise aus einem Satz von horizontalen Rollen 52, 53 und 54 und einem zweiten Satz. von vertikalen Rollen 55, 56'und 57 besteht, wobei die erste Rolle 55 des vertikalen Satzes zwischen der zweiten und dritten Rolle 53 und 54 des horizontalen Sattes (Fig. 3) g (lager ist.
Diese Rollen sind einstellbar angeordnet und bewirken eine gerade Streckung des Rohres, bevor dasselbe die Vorrichtung verlässt.
PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren/ r Erzeugung von Rohren mit Überlappungsnaht, dadurch gekenn- /cichn''t, dass der zur Rohrbildung dienende Streifen zunächst in zylindrische Form gebogen wird, worauf die eine Kante durch radial von aussen einwirkendem Druck nach einwärts gchogon und das Rohr hierauf unter Anwendung von radial auf mehrere, diametral einander gegenüberliegende Stellen einwirkendem Druck gleichförmig derart zusammengerollt wird, dass eine rbcriappungsnaht entsteht.