Maschine zur Herstellung von Wendelfalzrohren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Herstellung von Wendelfalzrohren unter schraubenlinienförmigem Aufwickeln eines Blechbandes auf einen drehangetriebenen Dorn, dem eine Andruckrolle sowie eine Zudrückrolle für den zunächst nach aussen hoch- stehenden Falz gegenüberstehen, und bei welcher das gebildete Rohr durch diese Rollen fortlaufend auf dem Dorn weitergeschoben und schliesslich von dem Dorn abgestreift wird.
Bei einem solchen an sich vorteilhaften Vorgehen treten zuweilen Schwierigkeiten dann auf, wenn besonders dickwandige Rohre aus einem entsprechend steifen Blechband hergestellt werden sollen. In diesem Falle besteht nämlich die Gefahr, dass sich das Blechband nicht allenthalben satt an dem Dorn anlegt, um ein masshaltiges Rohr zu ergeben. Da die Verbindung der Rohre zu einem Leitungssystem im allgemeinen durch Ineinanderstecken der Rohrenden oder Einführen derselben in ein entsprechendes Formstück unter Zwischenfügung eines Dichtungsmittels hergestellt wird, kommt es sehr auf die Masshaltigkeit der Rohre an. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Weg anzugeben, um insbesondere auch bei der Verarbeitung verhältnismässig steifer Blechbänder die geforderte Masshaltigkeit zu garantieren.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass beide Rollen zumindest an ihren äusseren Mantelflächen mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rillung versehen und in dem Masse gegen den Dorn angedrückt sind, dass die zwischen den einzelnen Rillen vorhandenen Rücken sich in das Blechband eingraben.
Hierdurch kann das Blechband beim Aufwickeln auf den Dorn stets unter Spannung gehalten werden, da es sich an den sich eingraben den Rücken abzustützen vermag.
Zweckmässigerweise wird man zusätzlich den axialen Abstand der beiden Rollen vergrössern, um den einzelnen Windungen des Blechbandes vor dem endgültigen Schliessen des Falzes die Möglichkeit zu geben, gegeneinander zu gleiten, um sich nach Art des Seiles satt um den spillartig wirkenden Dorn zu legen.
Diese Massnahmen können noch unterstützt werden, wenn die Andruckrolle für den vorgebildeten Falz eine konische, das heisst in Ablaufrichtung des Rohres sich verjüngende Anlagefläche aufweist, da der dann dadurch schräggestellte Falz die Neigung besitzt, sich unter dem in dem Blechband auftretenden Zug von selbst umzulegen und nicht vor der Zudrückrolle zu stauen.
Weiterhin erscheint es vorteilhaft, wenn die Andruckrolle beiderseits einer den Falz aufnehmenden Ringnut an dem Blechband anliegende Flansche besitzt, die mit der Rillung versehen sind, um damit die beiden aneinanderschliessenden Windungen beiderseits des von der Nut aufgenommenen Falzes gleichzeitig erfassen zu können.
Da das Blechband sich durch die angegebenen Massnahmen sehr fest um den Dorn legt, erscheint es weiterhin zweckmässig, um den Abschiebewiderstand des gebildeten Rohres gegenüber dem Dorn in Grenzen zu halten, den Dorn im Anschluss an die Zudrückrolle geringfügig zu verjüngen.
Weitere Einzelheiten gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes anhand der Figuren hervor. Es zeigt:
Fig. 1 das Wesentliche des Rohrherstellungsvorganges,
Fig. 2 in einem Teilschnitt das auf dem Dorn aufliegende Blechband mit vorgebildetem Falz unter der Andruckrolle,
Fig. 3 den bereits umgelegten Falz unter der Zudrückrolle und
Fig. 4 die auf den noch nicht umgelegten Falz durch An druck- und Zudrückrolle ausgeübten Kräfte.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, läuft das Blechband 1 auf den motorisch angetriebenen Dorn 2 bereits mit einer Verfalzung auf, die aus einer mehr als rechtwinkligen Abkantung 3 (Abkantwinkel A) sowie einer entsprechend steilen U-förmigen Abkankung 4 (Abkantwinkel B = 1800 -A) am anderen Rand des Blech bandes besteht. Die U-förmige Abkantung 4 nimmt beim Auflaufen des Blechbandes 1 auf den Dorn 2 die Abkantung 3 umschliessend in sich auf. Dies geschieht etwa an der Stelle der Andruckrolle 5, die eine Nut 6 mit einer konischen, zur Ablaufrichtung des Rohres sich verjüngenden Anlagefläche 7 für den Falz besitzt.
Die Rolle 5 ist zwar, ebenso wie die Andruckrolle 11, mit zur Dornachse paralleler Achsenrichtung gezeichnet, in Wirklichkeit jedoch entsprechend der Steigung der einzelnen Schraubengänge des Blechbandes 1 schräggestellt.
Beiderseits der Nut 6 besitzt die Rolle 5 Abschnitte 8 und 9 mit im wesentlichen zylindrischen Mantelflächen, mit denen sie das Blechband 1 in zwei aufeinanderfolgenden Windungen an den Dorn 2 anzudrücken vermag.
Da die Rolle 5 während des Betriebs seitens des. Blechbandes 1 bzw. des daraus gebildeten Rohres in Achsenrichtung des Dornes 2 gerichtete Kräfte aufzunehmen hat, sind die Flanschabschnitte 8 und 9 an ihihihihihihihihihihi ihrem Aussen- umfang mit einer Rillung 10 versehen, deren zwischen den einzelnen Rillen liegende Rücken sich geringfügig in das Blechband eingraben (Fig. 2).
Um es dem drehangetriebenen Dorn 2 zu ermöglichen, möglichst grosse Zugkräfte spillartig auf das Blechband 1 zu übertragen, ist der axiale Abstand der Zudrückrolle 11 von der Andruckrolle 5 nunmehr so gewählt, dass zwischen beiden Rollen ein Umschlingungswinkel von mindestens 360 auftritt, in welchem sich die aneinanderschliessenden Windungen des Blechbandes noch frei gegeneinander zu verschieben vermögen. Bekanntlich wächst ja div durch den Dorn auf das Band zu übertragende Zugkraft exponential mit dem Umschlingungswinkel.
Diese wie die erstgenannte Massnahme hat eine sehr stramme Aufwicklung des Bandes auf dem Dorn 2 zur Folge, wodurch eine sehr hohe Masshaltigkeit des fertigen Rohres garantiert wird. Um indessen die Abschiebekraft für das fertiggestellte Rohr in Grenzen zu halten, ist der Dorn im Anschluss an die Zudrückrolle 11 geringfügig verjüngt.
Die Zudrückrolle 11 ist an sich konventionell ausgebildet, doch besitzt sie, ebenso wie auch die Andruckrolle 5, an ihrem Aussenumfang eine Rillung 12 (Fig. 3), die gleichfalls zur Aufnahme bzw. Übertragung axialer Schubkräfte vorgesehen ist. Diese Rillung 12 kann sich auch an der zurückliegenden, auf dem Falz zur Auflage kommenden Zylinderfläche 13 fortsetzen.
Fig. 4 veranschaulicht mittels der Pfeile 14 und 15 die Kräfte, die auf den Falz 3, 4 seitens der Andruckrolle 5 bzw. der Zudrückrolle 11 ausgeübt werden.
Durch die Schrägstellung des Falzes, die ihm spätestens durch die Anlagefläche 7 der Andruckrolle 5 mitgeteilt wird, erfährt der Falz bereits beim Auflaufen des Blechbandes 1 auf den Dorn ein Biegemoment, welches ihn in der gewünschten Weise umzulegen sucht, da er sich anderenfalls an seinem Aussenumfang dehnen müsste.
Dennoch findet die Abkantung 3 zunächst, d. h. vor dem endgültigen Schliessen des Falzes durch die Zudrückrolle 11, noch Gelegenheit, innerhalb der U-förmigen Abkantung 4 zu gleiten, so dass die Windungen des Blechbandes sich eng um den Dorn zu legen vermögen.
Die hierdurch naturgemäss auftretenden grossen Kräfte für das fortlaufende Abschieben des gebildeten Rohres von dem Dorn werden ausser von der Anlagefläche 7 sowie einer entsprechenden Fläche 16 der Zudrückrolle 11 durch die in das Blech eingreifenden Rücken der Rillungen 10 und 12 aufgenommen.
Der Andruck der Zudrückrolle 11 kann im übrigen nun so gross gewählt werden, dass das Blechmaterial innerhalb des Falzes zum Fliessen kommt, um dadurch ein besonders dichtes Schliessen des Falzes zu erzielen.
Damit lässt sich auch die auf der Rohrinnenwand zurückbleibende Flaznut auf ein Mindestmass verkleinern.
Um auch die restliche Falznut noch zu beseitigen und damit ein innen glattwandiges, strömungsgünstiges Rohr zu erreichen, kann gleichzeitig mit dem Blechband 1 im übrigen ein Draht aus einem geschmeidigen Metall, beispielsweise Aluminium, auf den Dorn 2 auflaufen, das beim Zudrücken des Falzes ebenfalls zum Fliessen kommt und dabei die Falznut restlos ausfüllt.
Dieser Draht kann bereits vorprofiliert sein, um mit einem nach aussen hin abstehenden Steg zwischen die Abkantungen 3 und 4 des Blechbandes einzugreifen, wodurch er am Herausfallen aus der Falznut gehindert wird.