CH649013A5

CH649013A5 - Vorrichtung zum wellen von rohren.

Info

Publication number: CH649013A5
Application number: CH1765/81A
Authority: CH
Inventors: Harald Roderburg
Original assignee: Kabelmetal Electro Gmbh
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1985-04-30
Also published as: SU1138007A3; NL8101734A; SE8102112L; FR2487701A1; CA1174120A; US4435968A; DK91281A; BR8103022A; IT1195042B; DD205830A5; FI811480L; YU42981A; FR2487701B1; IT8122831A0; NO812615L; AU6854981A; AU540484B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellen von Rohren aus plastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere von Kabelmänteln aus Metall, durch welche das Rohr kontinuierlich hindurchgeführt wird, bestehend aus einer Wellerwälzbuchse mit einer an ihrer Innenfläche angeordneten in Längsrichtung des Rohres gesehen an nacheinander folgenden Punkten angreifenden Verformungsrippe, welche in einem drehantreibbaren Wellerkopf frei drehbar gelagert ist, wobei die lichte Weite der Wellerwälzbuchse grösser ist als der Durchmesser des zu wellenden Rohres und die Wellerwälzbuchse exzentrisch zum Rohr gelagert ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DD-PS 59 536) ist eine mit einer schraubenlinienförmigen Wulst versehenen Buchse exzentrisch an einem Träger befestigt, welcher um die Längsachse des zu wellenden Rohres rotiert. Die Buchse ist bei dieser Vorrichtung unter einem Winkel zur Rohrlängsachse an dem Träger befestigt, wodurch eine ausreichend tiefe Wellung erzeugt wird.

Eine ähnliche Vorrichtung (DE-OS 1 900 953) besteht aus einer Buchse mit Gewindegang, welche ebenfalls exzentrisch an einem Träger, welcher um die Rohrlängsachse rotiert, befestigt ist.

Beiden Vorrichtungen ist gemein, dass die lichte Weite des Wellwerkzeuges bzw. der Buchse grösser ist als der Aus-sendurchmesser des zu wellenden Rohres. Da die Buchsen bei beiden Vorrichtungen frei drehbar und exzentrisch an dem Träger befestigt sind, wälzen sich die Buchsen bei Rotation des Trägers und ausreichender Exzentrizität auf der Rohroberfläche ab und erzeugen dabei die ringförmige Wellung.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die mit den bekannten Vorrichtungen erzeugte Wellung für viele Anwendungszwek-ke nicht geeignet ist, da sie über die Rohrlänge gesehen nicht gleichmässig ist. So ist beispielsweise für die Hochfrequenztechnik eine über die Rohrlänge vollkommen gleiche Wellung notwendig. Auch soll die Wellung frei von Verformungen im Bereich der Wellenflanken sein und der Sinusform möglichst angepasst sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, und die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass mit dieser gewellte Rohre mit einer gleichmässigen Wellung hergestellt werden können, die auch höchsten Ansprüchen genügt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass gemäss der Erfindung das Verhältnis des inneren Durchmessers, der durch die Verformungsrippe gebildeten lichten Weite und des Aus-sendurchmessers des gewellten Rohres im Bereich eines Wellentales 2:1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist mit einer maximalen Abweichung von 5%. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass für die Erzeugung einer einwandfreien Wellung die in Durchlaufrichtung gesehen hinteren Teile der Verformungsrippe genau in das von dem davorliegenden Gewindegang erzeugte Wellental eintauchen müssen, und zwar möglichst an der in Umfangsrichtung gesehen gleichen Stelle, an welcher der entsprechende vorhergehende Verformungsrippenbereich die Wellung erzeugt hat.

Für Wellrohre von höchster Qualitätsstufe sollte die maximale Abweichung höchstens 1 % betragen.

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Eine Abweichung von 0% wäre ideal, jedoch ist es aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll, eine gewisse Abweichung zuzulassen. Obwohl zwischen der Wellerwälzbuchse und dem Wellrohr eine nennenswerte Relativbewegung nicht auftritt, unterliegt die Wellerwälzbuchse doch einem gewissen Verschleiss. Um die Standzeit der Wellerwälzbuchse zu erhöhen, wird man also diese mit Übertoleranz fertigen und solange in der Vorrichtung belassen, bis sie höchstens 5% Minustoleranz aufweist.

Zur Erzeugung einer ringförmigen Wellung verläuft die Verformungsrippe schraubenlinienförmig.

Die Verformungsrippe sollte aus mindestens drei Gewindegängen bestehen. Dabei kalibrieren die hinteren Gewindegänge die Wellung ohne nennenswerte Verformungen vorzunehmen. Soll eine besonders tiefe Wellung erzeugt werden, hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die Höhe der Verformungsrippe zum Beginn des Gewindeganges über einen Bereich von mindestens 360° gleichmässig bis zum Erreichen der maximalen Höhe zunimmt. Der Abstand bzw. die Steigung der Gewindegänge bleibt dabei gleich. Insbesondere sollte sich der Einlaufbereich über mindestens 720° erstrek-ken.

Verwendet man eine Wellerwälzbuchse, in der zwei oder mehrere Verformungsrippen angeordnet sind (mehrgängige Schraube), so kann bei gleicher Fertigungsgeschwindigkeit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wellerkopfes verringert werden bzw. bei gleicher Drehzahl des Wellerkopfes die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht werden, denn die Fertigungsgeschwindigkeit errechnet sich als Produkt der Steigung der Verformungsrippe und der Drehzahl des Wellerkopfes.

Zur Erzeugung einer schraubenlinienförmigen Wellung ist die Verformungsrippe aus mehreren in gleichem Abstand zueinander angeordneten ringförmigen Rippen gebildet. Dabei sollten mindestens drei ringförmige Verformungsrippen vorgesehen sein. Es kalibrieren die hinteren Verformungsrippen die Wellung ohne nennenswerte Verformungen vorzunehmen. Soll eine besonders tiefe Wellung erzeugt werden, hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die Höhe der Verformungsrippen vom Einlauf bis zum Erreichen der maximalen Höhe zunimmt. Der Abstand der Verformungsrippen zueinander bleibt dabei gleich. Insbesondere sollte sich der Einlaufbereich über mindestens zwei Verformungsrippen erstrecken.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Wellerwälzbuchse eine weitere Wellerwälzbuchse im Wellerkopf angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse gerichtet und die in Bezug auf die Verformungsrippe zur ersten Wellerwälzbuchse so ausgerichtet ist, dass ihre Verformungsrippe in die Wellentäler des gewellten Rohres eintaucht. Durch die Anordnung zweier Wellerwälzbuchsen werden die Verformungskräfte innerhalb des Werkzeugs aufgefangen und es ist keine weitere Halterung des Rohres erforderlich. Zwischen den beiden Wellerwälzbuchsen ist eine Ringscheibe konzentrisch zum Rohr angeordnet, die zwei in radialer Richtung verlaufende um 180° versetzt zueinander angeordnete Längsschlitze aufweist, in welcher stirnseitig an den Buchsen angeordnete Zapfen geführt sind. Diese Ringscheibe gewährleistet, dass die beiden Wellerwälzbuchsen stets synchron zueinander sind. Während ihres exzentrischen Umlaufes um das zu wellende Metallrohr bewegen sich die Zapfen in den Längsschlitzen.

Für die Erreichung einer einwandfreien Wellung ist es vorteilhaft, die Weller pendelfrei im Wellerkopf zu lagern. Dies kann beispielsweise durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Kugellager bzw. durch ein Nadellager gelöst werden. Wie bereits oben erwähnt, werden die Wellerwälzbuchsen durch Abwälzen auf der Rohroberfläche angetrieben. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Weller mit den Wellerwälzbuchsen über ein Getriebe mit dem Antrieb des Wellerkopfes zu koppeln. Jedoch ist diese Art des Antriebs recht kompliziert, so dass hiervon nur Gebrauch gemacht werden sollte, wenn es darum geht, eine Wellung zu erzeugen, die allerhöchsten Ansprüchen genügt.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt:

die Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schemati-scher Darstellung,

die Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in schemati-scher Darstellung und die Figur 3 die Umlaufbahn eines Eingriffpunktes einer Wellerwälzbuchse.

An einer angetriebenen Hohlwelle 1 einer bekannten Wellvorrichtung, die vorzugsweise Teil einer Rohrfertigungsanlage ist, in welcher in nicht dargestellter Weise ein längseinlaufendes Metallband zum Schlitzrohr geformt, längsnahtverschweisst und anschliessend gewellt wird, ist ein Weller 2 lösbar angebracht. Die Hohlwelle 1 weist eine Durchgangsöffnung 3 für das längsnahtgeschweisste Glattrohr 4 auf. Der Weller 2 ist exzentrisch an einem an die Hohlwelle 1 angeschraubten Wellerkopf la befestigt, und zwar über Schrauben 5, die durch Langlöcher 6 in der Wel-lerhalterung 7 hindurchgeführt sind. Die Wellerwälzbuchse 8 ist in den Weller 2 eingeschraubt und über die Kugellager 9 in der Wellerhalterung 7 frei drehbar gelagert. Die Wellerwälzbuchse 8 weist, wie dargestellt, eine Verformungsrippe 10 mit fünf Schraubengängen auf (siehe Fig. 1). Die schraubenförmige Verformungsrippe erzeugt eine ringförmige Wellung im Glattrohr 4.

Ein gleichartiger Weller 2a ist in Durchlaufrichtung des Rohres 4 hinter dem Weller 2 angeordnet, mit dem Unterschied, dass seine Exzentrizität um 180° verschoben ausgerichtet ist, so dass die Verformungsrippe 10a an der entgegengesetzten Seite zur Verformungsrippe 10 an dem Rohr 4 angreift. Zwischen den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a ist eine Scheibe 11 angeordnet, die eine Durchtrittsöffnung 12 für das Wellrohr 13 sowie zwei sich in radialer Richtung erstrek-kende Langlöcher 14 und 15 aufweist, in welchen an den Wellern 2 und 2a befestigte Zapfen 16 eingreifen. Hinsichtlich des Abstandes zwischen den Wellern 2 und 2a sowie hinsichtlich ihrer Stellung in Umfangsrichtung ist die eigentliche Wellerwälzbuchse 8a so ausgerichtet, dass ihre Verformungsrippe 10a in die von der Verformungsrippe 10 erzeugte Wellung genau eingreift. Bei Rotation der Hohlwelle 1 bzw. des Wellerkopfes la laufen die Weller 2 und 2a exzentrisch um die Rohrachse und drücken dabei mittels der Verformungsrippen 10 und 10a in den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a die Wellung in das Rohr 4 ein. Dabei wälzen sich die Wellerwälzbuchsen 8 und 8a auf der Rohroberfläche ab. Dadurch, dass das Verhältnis der lichten Weite D der Wellerwälzbuchse 8 und 8a und des Durchmessers d im Bereich eines Wellentales, wie im Beispiel dargestellt, 2:1 beträgt, umläuft die Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a das Rohr einmal wenn der Wellerkopf la sich zweimal gedreht hat. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die nachfolgenden Schraubengänge der Verformungsrippen 10 bzw. 10a genau in die Wellung des Rohres 13 eintauchen. Die nachfolgenden Gewindegänge, insbesondere die Gewindegänge der Verformungsrippe 10a, dienen im wesentlichen der Kalibrierung der Wellform. Der Weller 2a hat darüber hinaus noch die Aufgabe, die Verformungskräfte aufzufangen.

Die Exzentrizität der Weller 2 und 2a wird über Stellschrauben 17 und 17a wie an sich bekannt eingestellt.

In der Fig. 2 ist eine Wellvorrichtung dargestellt, die der Herstellung schraubenlinienförmig gewellter Rohre dient.

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Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach Fig. 1 sind die Verformungsrippen 10 bzw. 10a in der Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a durch fünf im gleichen Abstand hintereinander angeordnete Ringe gebildet.

In der Fig. 3 ist die Umlaufbahn eines Eingriffspunktes einer Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a verdeutlicht. Der Punkt Aj befindet sich nach einem halben Umlauf des Wellerkopfes la an der Stelle A/, nach einem Umlauf des Wellerkopfes la an dem Punkt Ax" nach 1,5 Weilerkopfumläufen beim Punkt Ai'" und nach zwei Weilerkopfumläufen wieder am Punkt Ai. Wie deutlich ersichtlich, ist die Umlaufbahn eine sogenannte Herzkurve.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass durch sie eine ringförmige Wellung herstellbar ist, die so gleichmässig und sauber kalibriert ist, dass sie den hohen Anforderungen in der Hochfrequenztechnik vollauf genügt. Gewellte Rohre, insbesondere aus Kupfer, werden in der Hochfrequenztechnik zur Übertragung von Energie verwendet. So sind beispielsweise Hohlleiter als Wellrohre ausgebildet, ebenso wie koaxiale Hochfrequenzkabel, welche aus zwei durch geeignete Abstandshalter konzentrisch zueinander gehaltenen Wellrohren bestehen. Ebenfalls sind Hochfrequenzkabel bekannt, bei denen auf dem massiven oder rohrförmigen Innenleiter eine Schaumstoffschicht angeordnet ist, auf der ein Wellrohr als Aussenleiter aufliegt. Es ist aber auch möglich, besonders tief gewellte Rohre mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung herzustellen. Dies resultiert aus der grossen Durchmesserdifferenz zwischen den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a und dem Rohr 4 und daher, dass die Exzentrizität der Weller 2 bzw. 2a gleich dem Rohrradius im Bereich eines Wellentales ist.

Desgleichen ist es möglich, mit der Vorrichtung gemäss der Lehre der Erfindung schraubenlinienförmig gewellte Rohre herzustellen, für die die gleichen oben erwähnten Vorteile gelten.

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3 Blatt Zeichnungen

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649 013 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Wellen von Rohren aus plastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere von Kabelmänteln aus Metall, durch welche das Rohr kontinuierlich hindurchgeführt wird, bestehend aus einer Weilerwälzbuchse mit einer an ihrer Innenfläche angeordneten in Längsrichtung des Rohres gesehen an nacheinanderfolgenden Punkten angreifenden Verformungsrippe, welche in einem drehantreibbaren Wellerkopf frei drehbar gelagert ist, wobei die lichte Weite der Wellerwälzbuchse grösser ist als der Durchmesser des zu wellenden Rohres und die Wellerwälzbuchse exzentrisch zum Rohr gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des inneren Durchmessers der durch die Verformungsrippe (10,10a) gebildeten lichten Weite und des Aus-sendurchmessers des gewellten Rohres (13) im Bereich eines Wellentals 2:1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist, mit einer maximalen Abweichung von 5%.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abweichung höchstens 1 % beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsrippe (10) schraubenlinienförmig verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsrippe (10,10a) aus mindestens drei Gewindegängen besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Verformungsrippe(n) (10) vom Beginn des Gewindeganges über einen Bereich bis zur maximalen Höhe zunimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufbereich sich über mindestens 720° erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Verformungsrippen (10,10a) in der Wellerwälzbuchse (8, 8a) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsrippe (10,10a) durch mehrere in gleichem Abstand zueinander angeordnete ringförmige Rippen gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei ringförmige Rippen (10,10a) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Verformungsrippen (10) vom Einlauf über einen Bereich bis zur maximalen Höhe zunimmt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufbereich sich über mindestens zwei Verformungsrippen (10) erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Wellerwälzbuchse (8) eine weitere Wellerwälzbuchse (8a) im Wellerkopf (la) angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse (8) gerichtet und die im Bezug auf die Verformungsrippen (10) der ersten Wellerwälzbuchse (8) so ausgerichtet ist, dass ihre Verformungsrippen (10a) in die Wellentäler des gewellten Rohres (13) eintauchen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Weller (2,2a) pendelfrei im Wellerkopf (la) gelagert sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Weller (2,2a) über ein Getriebe vom Antrieb des Wellerkopfes (la) gesondert angetrieben sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Wellerwälz-buchsen (8, 8a) eine Ringscheibe (11) konzentrisch zum

Rohr (13) angeordnet ist, die zwei in radialer Richtung verlaufende um 180° versetzt zueinander angeordnete Längsschlitze (14,15) aufweist, in welcher stirnseitig an den Wellern (2, 2a) angeordnete Zapfen (16) geführt sind.