verfahren und Einrichtung zur Herstellung biegsamer, endloser Rohre aus bandförmigem Werkstoff. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung biegsamer, end loser Rohre aus bandförmigem Werkstoff sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind Verfahren bzw. Einrichtungen dieser Art bekannt, bei welchen Bänder in sich überlappenden Windungen auf einer Wickelbüchse zu einer Hülse gewickelt wer den und diese Hülse fortlaufend mittels Falt- werkzeugen wellig verformt und anschliessend mit schraubenlinienförmigen Rillen versehen wird. Der Produktionsgeschwindigkeit solcher Einrichtungen ist aber von der Werkzeugseite her eine obere Grenze gesetzt. Es hat sich ge zeigt, dass beim Austritt des fertig geformten Rohres aus der Maschine eine mehr oder we niger konstante Drehung des Rohres um seine Axe stattfindet.
Diese als Nachdrehung be zeichnete Erscheinung erschwert zum Beispiel das ununterbrochene Aufwickeln des Rohres auf den der Maschine nachgeschalteten Haspel ausserordentlich. Die hierdurch im Rohr ent stehenden Spannungen können so gross wer den, dass das Rohr reisst.
Diese Nachdrehung versuchte man nun Beispiel dadurch zu vermeiden, dass das fertig gerillte Rohr beim Austritt aus dem Werkzeug starr genug gegen Drehung ge sichert wird. Diese Sicherung gegen Drehung erfolgt zum Beispiel durch eine das Rohr eng umfassende, mit Längsnuten versehene, ein stellbar federnde, nichtdrehbare Bremshülse, wobei sich die erhöhten Teile zwischen diesen Nuten durch entsprechende Einstellung der Bremshülse fortlaufend in die Oberfläche des Rohres eingraben. Bei zunehmend harter Füh rung des Rohres muss dabei eine entsprechend grössere Kraft aufgewendet werden, um das fertige Rohr durch diese Bremshülse durchzu stossen.
Diese Stosskraft ergibt sich aber durch den Vorschub des Rohres, welchen die Ge windesteigung der Faltwerkzeuge erzeugt. Diese gleiche Stosskraft bewirkt in bekannter Weise auch das enge Aneinanderlegen der durch die Faltwerkzeuge vorgeformten, schrau- benlinienförmig verlaufenden Wellungen der Bandnzaterialhülse. Es zeigt sieh also, dass dadurch die Reibung der Bandmaterialhülse in den Faltwerkzeugen, die ja grundsätzlich auf dem Prinzip der gleitenden Reibung auf gebaut sind,
zusätzlich verstärkt wird. Um aber trotzdem das für das einwandfreie Funk- tionieren der Rohrerzeugun@gsmascbine nötige Gleichgewicht herzustellen, müssen die einzel nen Bänder beim Aufwickeln: entsprechend stark gespannt werden.
Abgesehen vom kon struktiven Aufwand, der für diese Bandbrem sung nötig ist, erfordert dies eine sehr sorg fältige und zeitraubende Bedienung der Ma schine. Dadurch häufen sich aber die Still stände durch Bandrisse usw. Es kann auch vorkommen, dass die durch Reibung im Werk zeug entstehende Wärme so gross wird, dass die Bandmaterialhülse die gehärteten Werk zeuge anfrisst, auch wenn eine Flüssigkeits kühlung die Werkzeuge umspült.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das Bandmaterial auf eine frei drehbare W ickelbüchse aufgewickelt, worauf die ge bildete Bandmaterialhülse fortlaufend durch mindestens einen Satz von profilierten, rotie renden innern Lund äussern Verformungsrollen wellig verformt und anschliessend durch Stauchmittel mit schraubenlinienförmigen Ril- lungen versehen wird.
Beim Aufwickeln der Bänder auf die lose zum Beispiel auf dem Werkzeugdorn gelagerte Wickelbüchse kann diese daher samt der ge bildeten Bandmaterialhülse eine stetige ge ringe, durch die Verformung der letzteren zum schraubenlinienförmig gerillten Rohr be wirkte, von der Ausbildung der Maschine und von der Rohrgrösse abhängige Rotations bewegung ausführen. Diese Rückwärtsüber- tragunmg der Relativbewegung des die Ma schine verlassenden fertigen Rohres bezüglich der Verformungswerkzeuge hinter den Ent stehungsort kann durch auf dem Prinzip der rollenden Reibung aufgebaute Rollenwerk zeuge wesentlich erleichtert sein.
Die erfor derliche Spannung des auf die Büchse zu wickelnden Bandmaterials kann so gewählt werden, dass sowohl ein einwandfreier Ablauf als auch ein gleichmässiges Wickeln gewähr leistet ist und sich das jeweils auf die Wickel büchse gewiekelte Bandmaterial-Hülsenstück durch die Verformungswerkzeuge leicht abzie hen lässt. Zur weiteren Erleichterung des Ab ziehens kann die Wickelbüchse gegen die Ver- formunggswerkzeuge hin leicht. konisch ver jüngt sein.
Die Rollenwerkzeuge können einerseits eine verhältnismässig geringe Reibungswärme ent- wickeln und anderseits kann Zahl und Profil der Rollenpaare so gewählt sein, dass die V er- formungsarbeit stufenlos oder stufenweise er folgt. Dies ermöglicht, die Produktionsge schwindigkeit der Rohre gegenüber den be- kannten Verfahren und Maschinen beträcht- lieh zu erhöhen.
In der beiliegenden Zeichnung sind Teile eines Ausführungsbeispiels der erfindungs gemässen Einrichtung dargestellt. An Hand dieser Zeichnung wird im folgenden auch das Verfahren beispiels weise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Wickelbüchse und die Verfor- mungs- und Stauchvorriechtung für die ge wickelte Bandmaterialhülse der Einrichtung im Axialschnitt, Fig. 2 in grösserem Massstab eine Stauch rolle in Ansieht, Fig. 3 in grösserem Massstab eine Verfor mungsrolle in Ansieht und Fig.4 in grösserem Massstab eine Verfor mungsschnecke einer Ausführungsvariante in Ansicht.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt ein annähernd zylindrisches Gehäuse A, das mittels der Stütze B am nicht gezeichneten Gestell der Einrichtung befestigt ist. Ein Dorn 4 7 der Einrichtung, der in der Pro- duktionsaehse 31 der Einrichtung drehbar gelagert ist, dient seinerseits einer auf dem Kugellager 34 frei drelhbaren Wickelbiichse 35 als Abstützung, deren vorderes Ende in das Gehäuse A hineinragt.
Durch das Aufwickeln von Bändern 17 auf die Wickelbüchse 35, die von nicht ge zeichneten Materialscheiben über LUmlenkvor- richtungen zugeführt werden, entsteht die Bandmaterialhülse 42, welche dann fortlau fend durch synchrones Umlaufen von an der Aussenseite der Bandumaterialhülse angreifen den Verformunssrollen 43 mit an der Innenseite der Hülse angreifenden Ver- formungsrol;len 44 zu einem gewellten Rohr 45 verformt wird:.
Die innern Verfor- mungsroll.en 44 sind auf dem zum Beispiel mittels eines Kettenrades treibbaren Dorn 47 drehbar befestigt. Dieser Dorn 47 ist. in nicht zezeiehneter Weise mittels eines den durch die Verformung der Ban.dmaterialhülse ent- stehend!en Axiald'iniek aufnehmenden Lagers in der Einrichtung:
gelagert. Die schrauben- linienförmigen Wellungen 49 im Rohr ent- stehen durch die Schiefstellung der Verfor mungsrollenachsen 50 und 51 zur Produktions achse 31. Die äussern Verformungsrollen 43 sind in einem mittels einer Kette 75 angetrie benen Werkzeughalter 52 drehbar befestigt, welcher im Lager 53 geführt ist. Ein mit Stauchrollen 54 versehener Werkzeughalter 55 dient dem Stauchen des gewellten Rohr rohlings 45, um ihn mit schraubenlinienför- miger Rillung 77 zu versehen, wobei die Stauchrollenachsen 56 ebenfalls zur Achse 31 schiefgestellt sind und die Schiefstellung ein stellbar sein kann.
Das Lager 57 dient der Führung des Halters 55 und der Aufnahme des axialen Arbeitsdruckes beim Stauchen. Eine Feder 58 sorgt für den Ausgleich mo mentaner Dnuekdifferenzen der beiden Stauch rollen. Durch Schrauben 59 kann der kom plette Werkzeughalter 55 in axialer Richtung verschoben werden. Der Antrieb des Werk zeughalters 55 erfolgt über einen Keilrie men 60.
Fig.2 veranschaulicht eine in der Vor- rielhtung in Fig.1 verwendbare Stauchrolle 95, die ein um ihre Achse 96 rund- und plan laufendes Umfangsprofil 97 aufweist, welches auf die herzustellenden bleibenden Rohr rillen des fertigen Rohres abgestimmt ist.
Fig. 3 zeigt eine in der Vorrichtung ver wendbare Verformungsrolle 98, welche ein um ihre Achse 99 rund- und planlaufendes Um fangsprofil 100 aufweist, das drei im axialer Richtung hintereinander angeordnete, Stufen bildende Rippen 101, 102 und 103 besitzt, deren jede dasselbe Profil mit in Richtung des Werkstückdurchganges zunehmender Di mensionierung aufweist, um eine stufenweise zunehmende Verformung, das heisst Wellung der Bandmaterialhülse, zu bewirken.
Fig. 4 stellt eine Verformungsrolle 104 in der Form einer Schnecke dar. Der Aussen durchmesser der schraubenlinienförmigen Um fangsrippe ist vom Werkstückeintritts- nach dem Austrittsende stetig zunehmend; es kann auch der Profilquerschnitt 105 des Schnek- kenkörpers vom einen zum andern Ende der Verformungsrolle 104 mit stetig sich ver grössernden Abmessungen dimensioniert sein, wodurch sich eine konstante Zunahme der Verformungsarbeit erreichen lässt. Bei der Verwendung schneckenförmiger Verformungs rollen erübrigt sich eine Sehiefstellung ihrer Lagerachsen.
Die Verwendung von innern und äussern Verformungsrollen bietet insbesondere bei der Herstellung von Rohren relativ grossen Durch messers besondere Vorteile, da die relativ kleine, rollende Reibung zwischen Verfor mungsrollen und Werkstück eine grössere Pro- duktionsgeschwindigkeit ermöglicht, als dies bei den bekannten Einrichtungen der Fall ist, die Verformungsw erkzeuge mit gleitender Reibung aufweisen.
Process and device for the production of flexible, endless tubes from strip-shaped material. The present invention relates to a method for producing flexible, endless pipes from strip-shaped material and a device for carrying out this method.
Methods and devices of this type are known in which tapes are wound into a sleeve in overlapping turns on a winding sleeve and this sleeve is continuously deformed by means of folding tools and then provided with helical grooves. The production speed of such devices is, however, set an upper limit from the tool side. It has been shown that when the finished pipe emerges from the machine, a more or less constant rotation of the pipe about its axis takes place.
This phenomenon, known as post-rotation, makes it extremely difficult, for example, to uninterrupted winding of the pipe onto the reel downstream of the machine. The resulting stresses in the pipe can become so great that the pipe ruptures.
An attempt was now made to avoid this post-rotation, for example, by securing the finished grooved tube rigidly enough against rotation when it exits the tool. This protection against rotation takes place, for example, by means of an adjustable, resilient, non-rotatable brake sleeve that closely surrounds the pipe and is provided with longitudinal grooves, the raised parts between these grooves continuously digging into the surface of the pipe by adjusting the brake sleeve accordingly. With increasingly hard guiding of the pipe, a correspondingly greater force must be used to push the finished pipe through this brake sleeve.
However, this impact force results from the advance of the tube, which the Ge thread slope of the folding tools generates. In a known manner, this same impact force also causes the corrugations of the tape material sleeve, which are preformed by the folding tools and run in the shape of a helix, to lie close together. So it shows that the friction of the band material sleeve in the folding tools, which are basically built on the principle of sliding friction,
is additionally reinforced. However, in order to still achieve the balance required for the perfect functioning of the pipe production machine, the individual strips must be tensioned appropriately during winding.
Apart from the design effort that is necessary for this band brake, this requires very careful and time-consuming operation of the machine. This increases the number of standstills due to belt tears, etc. It can also happen that the heat generated by friction in the tool is so great that the belt material sleeve eats the hardened tools, even if the tools are cooled by a liquid.
In the process according to the invention, the strip material is wound onto a freely rotatable winding sleeve, whereupon the formed strip material sleeve is continuously deformed by at least one set of profiled, rotating inner and outer deformation rollers and then provided with helical grooves by upsetting means.
When the tapes are wound onto the winding sleeve, which is loosely mounted on the tool mandrel, for example, this, together with the tape material sleeve formed, can form a steady ge ring, due to the deformation of the latter into a helically grooved pipe, rotation depending on the design of the machine and the pipe size perform movement. This backward transmission of the relative movement of the finished pipe leaving the machine with respect to the deformation tools behind the point of origin can be significantly facilitated by roller tools based on the principle of rolling friction.
The required tension of the tape material to be wound on the sleeve can be selected so that both a flawless process and even winding is guaranteed and the piece of tape material sleeve wound onto the winding sleeve can be easily pulled off by the deformation tools. To make it easier to pull off, the winding sleeve can be moved slightly towards the deformation tools. be conically tapered.
On the one hand, the roller tools can develop relatively little frictional heat and, on the other hand, the number and profile of the pairs of rollers can be selected so that the deformation work takes place continuously or in stages. This makes it possible to increase the production speed of the tubes considerably compared to the known methods and machines.
In the accompanying drawings, parts of an embodiment of the device according to Invention are shown. With reference to this drawing, the method will be explained in more detail, for example. 1 shows the winding sleeve and the deformation and upsetting device for the wound strip material sleeve of the device in axial section, FIG. 2 shows an upsetting roll on a larger scale, FIG. 3 shows a deformation roll on a larger scale and 4 shows, on a larger scale, a deformation worm of an embodiment variant in view.
The device shown in Fig. 1 has an approximately cylindrical housing A which is attached by means of the support B to the frame of the device, not shown. A mandrel 4 7 of the device, which is rotatably mounted in the production axis 31 of the device, in turn serves as a support for a winding sleeve 35 which can rotate freely on the ball bearing 34 and whose front end protrudes into the housing A.
By winding tapes 17 onto the winding sleeve 35, which are fed from material disks (not shown) via air deflection devices, the tape material sleeve 42 is created, which then continuously engages the deformation rollers 43 on the inside by synchronously rotating the outside of the tape material sleeve the deformation rollers 44 engaging the sleeve is deformed into a corrugated tube 45 :.
The inner deformation rollers 44 are rotatably attached to the mandrel 47, which can be driven, for example, by means of a chain wheel. This mandrel 47 is. in a manner not shown by means of a bearing in the device that takes up the axial line created by the deformation of the band material sleeve:
stored. The helical corrugations 49 in the tube are created by the inclination of the deformation roller axes 50 and 51 relative to the production axis 31. The outer deformation rollers 43 are rotatably fastened in a tool holder 52 which is driven by a chain 75 and which is guided in the bearing 53. A tool holder 55 provided with upsetting rollers 54 is used to upset the corrugated pipe blank 45 in order to provide it with helical grooves 77, the upsetting roller axes 56 also being inclined to axis 31 and the inclination being adjustable.
The bearing 57 serves to guide the holder 55 and to absorb the axial working pressure when upsetting. A spring 58 compensates for momentary pressure differences between the two compression rollers. The complete tool holder 55 can be moved in the axial direction by screws 59. The tool holder 55 is driven by a V-belt 60.
FIG. 2 illustrates an upsetting roller 95 which can be used in the device in FIG. 1 and which has a circumferential profile 97 running round and flat about its axis 96, which is matched to the permanent pipe grooves to be produced in the finished pipe.
Fig. 3 shows a ver usable in the device deformation roller 98, which has a round and plane running around its axis 99 to catch profile 100, which has three axially arranged one behind the other, step-forming ribs 101, 102 and 103, each of which has the same profile with increasing dimensioning in the direction of the workpiece passage, in order to bring about a gradually increasing deformation, that is to say corrugation of the strip material sleeve.
Fig. 4 shows a deformation roller 104 in the form of a worm. The outer diameter of the helical circumferential rib is steadily increasing from the workpiece entry to the exit end; the profile cross-section 105 of the screw body from one end to the other of the deformation roller 104 can also be dimensioned with constantly increasing dimensions, whereby a constant increase in the deformation work can be achieved. When using helical deformation rollers, there is no need for their bearing axes to be misaligned.
The use of inner and outer deformation rollers offers particular advantages in the production of pipes with a relatively large diameter, since the relatively small, rolling friction between the deformation rollers and the workpiece enables a higher production speed than is the case with the known devices, the deformation tools have sliding friction.