CH639571A5

CH639571A5 - Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von rohren aus spiralfoermig aufgewundenen streifen.

Info

Publication number: CH639571A5
Application number: CH41279A
Authority: CH
Inventors: Karl Filip Wennerstroem
Original assignee: Nokia Oy Ab
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1983-11-30
Also published as: FR2414372A1; NO790142L; FI65721B; DK18079A; SE407524B; JPS54102677A; NO152827B; GB2012200B; NO152827C; US4283976A; FI65721C; DE2901141A1; GB2012200A; FI790134A; FR2414372B1

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren gewünschter Länge aus einem spiralförmig aufgewundenen Streifen anzugeben, die mit voller Kapazität arbeiten kann, ohne dass dabei Lärmprobleme auftreten.

Bei einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren aus spiralförmig aufgewundenen Streifen, wobei der Streifen in Form einer kontinuierlichen Bahn in die Vorrichtung eingeführt wird, umfassend eine Vorschubeinrichtung, eine Schneidevorrichtung mit Messern, eine Stanzvorrichtung zur Herstellung von Markierungsschnitten an dem Streifen, um die zum Zerschneiden des kontinuierlich zugeführten Streifens zur Herstellung der Einzelrohre bestimmten Messer zu führen, Rollen zum Falzen der Streifenkanten und Mittel zum Formen des Streifens zu einem Rohr und zum Schliessen der Randfalze, wird diese Aufgabe erfin-dungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schneidevorrichtung ein oberes angetriebenes Messerrad und ein unteres frei drehbares, kreisförmiges und im wesentlichen horizontales Drehmesser aufweist, wobei die Messer auf einem gegenüber der Streifenvorschubrichtung schwenkbaren Tisch und quer zur Streifenvorschubrichtung bewegbar angeordnet sind, und dass der Winkel des oberen Messerrades mit der Streifenvorschubrichtung vor dem Schneiden mittels des

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schwenkbaren Tisches einstellbar ist, um den Rohrdurchmesser bei der Herstellung von Rohren mit geraden Enden zu berücksichtigen.

Der Streifen wird somit mit der erfmdungsgemässen Vorrichtung geschnitten, bevor er in die Vorrichtung zum Formen des Rohres einläuft. Der Schnitt wird so gelegt, dass keine weiteren Arbeitsschritte notwendig sind, um fertige Rohrenden zu erzeugen. Der Streifen wird unter einem Winkel geschnitten, der von dem Durchmesser des fertigen Rohres abhängt. Wenn beispielsweise ein Streifen von 140 mm Breite zur Erzeugung von Rohren mit einem Durchmesser von 400 mm verwendet wird, muss der Streifen unter einem Winkel von etwa 7° geschnitten werden, was eine Schnittlänge von 1256 mm ergibt.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Schneidevorrichtung.

Ein Blechstreifen 1 wird in die Schneidevorrichtung 2 eingeführt, welche einen Schnitt 3 unter einem Winkel a zur Streifenlängsrichtung ausführt, wobei der Winkel a von dem Durchmesser des fertigen Rohres abhängt. Der Schnitt 3 wird mittels eines Messerrades 4 durchgeführt, das auf einer Welle 5 gelagert ist und von einem Motor 6 angetrieben wird, dessen Geschwindigkeit variabel ist. Um das Messerrad 4 auf der Welle 5 zu positionieren, werden zwei herkömmliche Distanzhülsen 7 und 8 verwendet. Die Welle 5 ist in üblichen Kegelrollenlagern gelagert, deren Gehäuse auf zwei Ständern 9,10 angeordnet sind. Vor und hinter der Schneidevorrichtung 2 können Führungseinrichtungen 11 und 12, beispielsweise Rollenpaare, zur Führung des Blechstreifens 1 angeordnet sein. Damit das Messer an genau der richtigen Stelle zu schneiden beginnt, muss irgendeine Art von Markierung 13 an dem Blechstreifen 1 vorgesehen sein, die beispielsweise von einer Ausstanzung gebildet sein kann, die in Förderrichtung vor der Schneidevorrichtung vorgenommen wird. Diese Markierung 13 ist vorzugsweise dreieckförmig ausgebildet, wobei die kurze Dreieckseite im rechten Winkel zur Streifenkante verläuft und in ihrer Länge der Breite des herzustellenden Falzes entspricht. Der Winkel der langen Dreieckseite der dreieckigen Markierung 13 gegenüber der Streifenkante soll gleich dem Winkel sein, unter dem der Blechstreifen geschnitten wird.

Dadurch, dass der Ausschnitt 13 so breit gemacht wird wie die Breite des Falzes, wird ein vorstehendes spitzes Streifenende am Ende des Rohres vermieden. Eine solche Spitze entsteht immer an einem Ende eines Rohres, wenn man aus spiralförmig aufgewundenen und gefalzten Streifen hergestellte Rohre schneidet, wobei der Falz schräg geschnitten wird. Diese Spitze kann leicht zu Verletzungen der Personen führen, welche die Rohre handhaben und wurde deshalb bisher von Hand abgeschnitten.

Wenn man mit steifen Blechstreifen arbeitet, kann mindestens eine der Führungsvorrichtungen weggelassen werden, da die Falzrollen den Streifen direkt nach der Schneidevorrichtung 2 erfassen.

Wie man in Fig. 2 erkennt, wird der Blechstreifen 1 durch das Messerrad 4 im Zusammenwirken mit einer anhebbaren und absenkbaren Schneidewalze 20 geschnitten, deren Oberfläche (Stirnfläche der Walze) einen Winkel von etwa 1 gegenüber einer horizontalen Ebene hat. Das Messerrad 4 ist ferner mit einem Ring 21 aus einem verschleissfe-sten Polymermaterial hergestellt, um den Metallstreifen beim Schneiden nach unten gegen die Schneidewalze 20 zu drücken. Ein solches Polymermaterial ist beispielsweise ein unter dem Warenzeichen Adiprene bekanntes plastoelasti-sches Kunststoffzwischenprodukt aus linearem Polyurethan. Während des Schneidevorganges wirkt die Schneidekante des Messerrades mit der Schneidekante der den Blechstreifen 1 unterstützenden Schneidewalze 20 zusammen. Während das Messerrad den Blechstreifen 1 abschert, dreht sich die Schneidewalze 20 mit dem vorlaufenden Blechstreifen mit und ermöglicht so einen schrägen Schnitt.

Die Schneidewalze 20 ist, wie bereits erwähnt, etwa 1 gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt, wobei ihre jeweilig schneidende Kante am höchsten Punkt liegt. Der Blechstreifen berührt die Schneidewalze 20 lediglich an dieser Stelle und steht im übrigen mit der Schneidewalze in keinerlei Berührung. Die schneidende Kante ist mit einem Hinter-schneidungswinkel von etwa 2° ausgebildet, die bewirkt,

dass die Kantfläche etwa 1° gegenüber der Schneidekante des vertikalen Messerrades 4 geneigt ist. Die Schneidekante der Schneidewalze 20 ist ferner so ausgebildet, dass der geschnittene Streifen durch den Ring 21 unter die schneidende Kante der Schneidewalze 20 hinuntergedrückt werden kann.

Die Ständer 9 und 10, welche zusammen mit der Welle 5 eine Halterungsanordnung für das Messerrad 4 bilden, sind auf einem schwenkbaren Tisch 22 angeordnet. In dem Schwenktisch 22 sind vier gekrümmte Schlitze 23 bis 26 vorgesehen, mit deren Hilfe und unter Verwendung von Bolzen 27 bis 30, welche die gekrümmten Schlitze 23 bis 26 durchgreifen und in einer Basisplatte 31 befestigt sind, der Tisch in verschiedene Stellungen gebracht werden kann (siehe Fig. 3). Die Schneidewalze 20 ist auf einer pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 32 gelagert, mit deren Hilfe sie angehoben oder abgesenkt werden kann. Diese Kolben-Zylinder-Anordnung 32 ist an der Basisplatte 31 befestigt. Zwischen dem Zylinder und dem Schwenktisch 22 ist ein selbstschmierendes Gleitlager 33 angeordnet, so dass der Schwenktisch gedreht werden kann.

Die Basisplatte 31 ist auf vier kugelgelagerten Führungslagern 34 bis 37 gelagert, die jeweils paarweise auf zwei Führungsstangen 38 und 39 geführt sind. Die Basisplatte 31 mit der gesamten Schneidevorrichtung kann auf diesen beiden Führungsstangen 38, 39 quer zur Transportrichtung des Blechstreifens verschoben werden. Die Führungsstangen 38 und 39 sind an Endplatten 40 und 41 befestigt, die ihrerseits in einem die Schneidevorrichtung tragenden Gestell angeordnet sind. Eine Einrichtung zum Antrieb der Schneidevorrichtung in Querrichtung ist an einer der Endplatten angeordnet, beispielsweise der Endplatte 41.

Diese hin- und hergehende Vorschub- und Rückkehrbewegung kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Beispielsweise kann die Bewegung mit Hilfe eines Hydraulikzylinders erfolgen, der dann sowohl die Schneidebewegung als auch die Rückholbewegung ausführt. Wenn dagegen der Schnitt durch die Bewegung des Blechstreifens gesteuert wird, kann eine Einrichtung zum schnellen Zurückholen der Schneidevorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise irgendeine Art von Feder oder ein pneumatischer Zylinder. Eine Querbewegung kann ferner durch Verwendung einer Schraubenspindel ausgeführt werden. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Hydraulikzylinder 42 auf, dessen Kolben 43 mit der Basisplatte 31 über einen Bügel 44, beispielsweise ein flaches Stahlstück, verbunden ist.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Querbewegung des Messerrades 4 durch den Vorschub des Blechstreifens und seine eigene Drehung gesteuert, während die Rückkehrbewegung durch eine Feder oder eine andere geeignete Einrichtung bewirkt werden kann.

Bevor der Blechstreifen in die Schneidevorrichtung eingeführt wird, wird er mit geeigneten Markierungen oder Ein5

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schnitten für den Beginn des Schnittes versehen, beispielsweise mit Hilfe einer an einem Ständer angeordneten Stanzvorrichtung. Wenn die Markierung das Messerrad 4 erreicht, läuft dieses los, während gleichzeitig die Schneidewalze 20 in ihre Schneideposition angehoben wird. Die Schneidekante der Schneidewalze 20 kann aus Gründen der Ver-schleissfestigkeit aus einem Metallkarbid hergestellt sein. Das Messerrad 4 und die Schneidewalze 20 werden während des Schneidevorganges quer zur Vorschubrichtung des Blechstreifens bewegt, während dieser sich auf einer festen Bahn bewegt. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Streifen an der etwas geneigten Schneidewalze 20 gleitend anliegt, wobei die Schneidewalze 20 sich dreht, um der Bewegung des Blechstreifens zu folgen. Das Schneiden wird durch den Ring 21 erleichtert, welcher den Blechstreifen nach unten unter die Kante der Schneidewalze drückt, die mit einer gewissen Neigung gegenüber der Horizontalen angeordnet ist, wie dies bereits oben beschrieben wurde.

Damit die fertigen Rohre gerade Enden aufweisen, muss der Schnittwinkel auf den Durchmesser des fertigen Rohres abgestimmt werden. Je grösser der Durchmesser ist, um so kleiner muss der Schnittwinkel sein. Die Winkeleinstellung erfolgt mit Hilfe des Schwenktisches 22. Zunächst werden die Bolzen 37 bis 30 gelöst und dann der Schwenktisch 22 gedreht, wobei die Bolzen 27 bis 30 in den gekrümmten Schlitzen 23 bis 26 gleiten. Hierauf werden die Bolzen 27 bis 30 wieder angezogen.

Es ist ferner zweckmässig, den Schwenktisch 22 mit einer Winkelskala zu versehen, die direkt in Rohrdurchmessern geeicht ist und einen Zeiger aufweist, so dass die Schneidevorrichtung direkt auf den gewünschten Rohrdurchmesser des herzustellenden Rohres eingestellt werden kann.

Nach jedem Schnitt wird die Schneidewalze 20 abgesenkt, so dass das Messerrad 4 und die Schneidewalze 20

sich von dem Blechstreifen lösen und in ihre Ausgangspositionen zurückkehren können. Diese Rückkehrbewegung kann auf viele verschiedene Arten erreicht werden, die teilweise davon abhängen, wie der Messervorschub während s des Schneidevorganges erfolgt. Wenn der Messervorschub mit Hilfe einer Schraubenspindel, eines Hydraulikzylinders od.dgl. erfolgt, wird die Rückkehrbewegung zweckmässigerweise durch die gleichen Mittel bewerkstelligt. Wenn dagegen der Vorschub des Blechstreifens den Vorschub des ver-lo tikalen Messerrades 4 steuert, kann die Rückkehrbewegung des Messerrades beispielsweise mittels einer Federanordnung erfolgen.

Das rückwärtige Ende eines ersten Rohres und das Vorlaufende des anschliessenden Rohres werden gleichzeitig her-15 gestellt, wenn ein Streifen geschnitten wird. Die Rohre werden kontinuierlich geformt und treten eines nach dem anderen aus der Maschine, wobei sie unmittelbar aneinander anschliessen. Das hat zur Folge, dass die Maschine während der gesamten Betriebszeit voll ausgelastet ist. Verglichen mit 20 früheren Herstellungsverfahren stellt dies eine beträchtliche Verbesserung dar.

Aus Fig. 2 ergibt sich, dass die das Vorlaufende des aus der Rohrformmaschine austretenden Rohres bildende Kante um einige Millimeter einwärts gebogen ist. Dies ist sehr vor-25 teilhaft, wenn die Rohre miteinander in der Weise verbunden werden, dass sie ineinandergesteckt werden.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wurde nicht nur der Geräuschpegel gesenkt, sondern die Geräuschursache tatsächlich vollständig beseitigt. Die Geräuschvermin-30 derung von 10 dB A, die bisher durch Isolierung der Werkhalle erreicht wurde, ist um ein Vielfaches teurer als die Kosten für die erfindungsgemässe Vorrichtung, die praktisch geräuschlos arbeitet, zumindest was den eigentlichen Schneidevorgang anbelangt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren aus spiralförmig aufgewundenen Streifen, wobei der Streifen in Form einer kontinuierlichen Bahn in die Vorrichtung eingeführt wird, umfassend eine Vorschubeinrichtung, eine Schneidevorrichtung mit Messern, eine Stanzvorrichtung zur Herstellung von Markierungsschnitten an dem Streifen, um die zum Zerschneiden des kontinuierlich zugeführten Streifens zur Herstellung der Einzelrohre bestimmten Messer zu führen, Rollen zum Falzen der Streifenkanten und Mittel zum Formen des Streifens zu einem Rohr und zum Schliessen der Randfalze, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidevorrichtung ein oberes angetriebenes Messerrad (4) und ein unteres frei drehbares, kreisförmiges und im wesentlichen horizontales Drehmesser (20) aufweist, wobei die Messer (4,20) auf einem gegenüber der Streifenvorschubrichtung schwenkbaren Tisch (22) und quer zur Streifenvorschubrichtung bewegbar angeordnet sind, und dass der Winkel des oberen Messerrades (4) mit der Streifenvorschubrichtung vor dem Schneiden mittels des schwenkbaren Tisches (22) einstellbar ist, um den Rohrdurchmesser bei der Herstellung von Rohren mit geraden Enden zu berücksichtigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Streifen (1) unterstützende Drehmesser (20) unter einem Winkel von ungefähr 1° gegenüber einer horizontalen Ebene angeordnet ist, um eine Drehung des Drehmessers (20) bei einem Vorschub des Streifens zu ermöglichen, wobei der höchste Punkt des Drehmessers (20) an der Schneidestelle liegt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie am Beginn eines jeden Schnittes drei-eckförmige Ausschnitte in der Streifenkante erzeugt, wobei die Abmessung der Ausschnitte quer zur Streifenlängsrichtung der Breite des nachfolgend zu erzeugenden Falzes entspricht und wobei die Ausschnitte als Schnittmarkierungen für das obere Messerrad (4) dienen und die freien, vorstehenden dreieckförmigen Streifenspitzen eliminieren, die andernfalls am Anfang eines Falzes gebildet würden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbewegung der Messer (4,20) mit Hilfe einer hydraulischen Kolbenzylinderanordnung (42,43) erzeugt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbewegung der Messer (4,20) mittels einer Schraube erzeugt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbewegung der Messer (4, 20) durch den Vorschub des Streifens (1) bewirkt wird und dass die Rückkehrbewegung der Messer (4, 20) mittels einer Federanordnung erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Messerrad (4) mittels des schwenkbaren Tisches (22) unter verschiedenen Winkeln gegenüber der Längsrichtung des Streifens einstellbar ist und dass vier längliche gekrümmte Schlitze (23 bis 26) vorgesehen sind, um den Tisch (22) in der gewünschten Winkelstellung mit Hilfe von vier Bolzen (27 bis 30) festzuklemmen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Tisch (22) mit einer Winkelskala und einem Zeiger versehen ist, um die Schneideeinrichtung entsprechend einem gewünschten Rohrdurchmesser einzustellen.

Die Herstellung von Rohren erfolgt heute zu einem grossen Teil unter Verwendung langer Blechstreifen. Der Blechstreifen wird gefalzt, beispielsweise mit einem einfachen Falz an einer Kante und mit einem Doppelfalz an der anderen Kante. Der Blechstreifen durchläuft dann einen Rohrformabschnitt der Maschine, in dem die gefalzten Kanten zusam-mengepresst und ggfs. weiter verstärkt werden, beispielsweise durch Löten oder Schweissen. Auf diese Weise wird ein langes kontinuierliches Rohr ohne Querverbindungen gebildet, das nachher zu Einzelrohren der gewünschten Länge zurechtgeschnitten werden kann.

Durch dieses Verfahren können Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern aus verschiedenem Material wie beispielsweise rostfreiem Stahl oder galvanisiertem Stahlblech mit unterschiedlicher Materialdicke hergestellt werden.

Die Mehrzahl der auf diese Weise aus dünnem galvanisiertem Stahlblech hergestellten Rohre wurde hauptsächlich für Lüftungsleitungen verwendet.

Es wurden bereits Untersuchungen durchgeführt im Zusammenhang mit den Problemen, die durch den beim Schneiden dieser Rohre auftretenden Lärm entstehen. Als Beispiel kann angeführt werden, dass beim Schneiden von Lüftungsleitungen mit einem Durchmesser von 400 mm mittels einer fein gezahnten Kreissäge der Lärmpegel im Bereich von etwa 110 bis 120 dB A liegt, wenn die sich rasch drehende Säge in das langsam rotierende Rohr einschneidet. Dieses Geräusch dauert etwa eine Minute und wiederholt sich etwa zwanzigmal pro Stunde, je nachdem, welche Rohrlängen hergestellt werden.

In der Industrie wurden grosse Anstrengungen unternommen, um dieser Lärmprobleme Herr zu werden, insbesondere seit die Behörden einen Grenzwert von 85 dB A für derartige Geräusche vorgeschrieben haben. Die grösste Geräuschdämpfung, die bisher erreicht wurde, liegt bei 10 dB A. Diese Dämpfung wurde dadurch erreicht, dass man Wände und Dach mit einem schallabsorbierenden Material verkleidet hat. Dies ist ein äusserst teures. Verfahren zur Geräuschdämpfung, und die Ergebnisse sind dürftig, wie man sehen kann.

Ein weiterer Nachteil des derzeit verwendeten Verfahrens liegt darin, dass der Ausstoss der Maschine während der Schneidevorgänge stark verringert wird, was bedeutet, dass die Maschinenkapazität nur sehr ungenügend ausgenützt wird.