CH699963B1 - Rohrherstellungsvorrichtung. - Google Patents

Abstract

Eine Rohrherstellungsvorrichtung (100) falzt ein Metallband (200) zur Bildung eines Rohrrohlings mit einer Schliessnaht mit männlichen und weiblichen Abschnitten. Bevor der Rohrrohling abgeschnitten wird, falzt die Vorrichtung das Band (200), um eine Verriegelungsrandfläche zu bilden, welche die Schliessnaht während der anschliessenden Handhabung des Rohrrohlings sichert. Die Vorrichtung umfasst eine feste Andruckplattte (110), eine bewegliche Andruckplatte (120), eine Bettanordnung (140), eine Oberwange (130), ein Falzelement (150) und als Einführmittel einen Kolben (170) und einen Greifer (172).

Description

Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen

[0001] Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der amerikanischen «Provisional» Patentanmeldung Nr. 60/984 886, eingereicht am 2. November 2007, deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird, und der amerikanischen «Provisional» Patentanmeldung Nr. 60/976 844, eingereicht am 2. Oktober 2007, deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.

Gebiet der Erfindung

[0002] Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Rohrherstellungsvorrichtung und speziell auf eine Rohrherstellungsvorrichtung, welche eine Naht als Teil des laufenden Herstellungsprozesses vorformt und dadurch eine einfache Herstellung bietet.

Hintergrund der Erfindung

[0003] Mit Hilfe von bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Rohren für die Verwendung in HLK-Systemen (HVAC-Systemen) und dergleichen werden eine Reihe von Falzvorgängen in einem Metallband vorgenommen, um einen Rohrrohling zu bilden. Typischerweise wird eine Naht zur Schliessung des Rohrrohlings für eine vollständige Bildung des Rohrs verwendet. Die Naht wird durch eine Ausrichtung und ein anschliessendes Falzen von freien Enden des teilweise geformten Rohrs vorgeformt. Typischerweise wird der Rohrrohling anschliessend von der Vorrichtung entlang der Nahtlinie entfernt, wobei eine finale Schliessung der vorgeformten Naht ausserhalb der Herstellungslinie stattfindet, um unterschiedlichen Rohrgrössen Rechnung zu tragen und die Verwendung von Handwerkzeugen oder separater Maschinen für die Schliessung zu ermöglichen. Während der Entfernung des Rohrrohlings aus der Vorrichtung neigen jedoch die freien Enden der vorgeformten Naht dazu, auseinanderzugehen, weswegen vor der endgültigen Schliessung eine Offline-Umformung der Naht erforderlich ist. Daher ist die Herstellung von Rohren gemäss der bekannten Vorrichtungen mindestens aufgrund der Notwendigkeit einer manuellen Ausrichtung, eines Falzens und einer Verriegelung der freien Ecken ineffizient.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0004] In Anbetracht des Obigen ist eine generelle Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Rohrherstellungsvorrichtung, welche eine Naht als Teil des laufenden Herstellungsprozesses vorformt, um eine einfachere Bildung eines Rohrstücks oder eines Rohrrohlings zu gewährleisten.

[0005] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrherstellungsvorrichtung zur Bildung eines Rohrstücks oder eines Rohrrohlings aus einem Bandvorrat, welche ein Verriegelungsrandflächenbildungsmittel zur Bildung einer an einer ersten Kante des Bandvorrats angrenzenden männlichen Verriegelungsrandfläche umfasst, wobei das Verriegelungsrandflächenbildungsmittel eine feste Andruckplatte, eine bewegliche Andruckplatte, eine Bettanordnung, eine Oberwange und ein Falzelement umfasst. Weiter umfasst die Rohrherstellungsvorrichtung ein Verriegelungswinkelstückbildungsmittel zur Bildung eines an einer zweiten Kante des Bandvorrats angrenzenden weiblichen Verriegelungswinkelstücks, wobei das Verriegelungswinkelstückbildungsmittel die feste Andruckplatte, die bewegliche Andruckplatte, die Bettanordnung, die Oberwange und das Falzelement umfasst, und ein mit dem Verriegelungsrandflächenbildungsmittel und dem Verriegelungswinkelstückbildungsmittel wirkverbundenes Einführmittel zur Einführung der männlichen Verriegelungsrandfläche in das weibliche Verriegelungswinkelstück, wobei das Einführmittel einen Kolben und einen Greifer umfasst.

[0006] Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der Figuren und der bevorzugten Ausführungsformen besser verständlich.

Kurze Beschreibung der Figuren

[0007] <tb>Fig. 1–44<sep>sind Seitenansichten einer Rohrherstellungsvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung bei der Bildung eines Rohrabschnitts gezeigt wird. <tb>Fig. 45–46<sep>sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Rohrherstellungsvorrichtung der Fig. 1–44, wie sie in einer ersten grösseren Maschine integriert ist. <tb>Fig. 47–48<sep>sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Rohrherstellungsvorrichtung der Fig. 1–44, wie sie in einer zweiten grösseren Maschine integriert ist. <tb>Fig. 49<sep>ist eine Sequenzseitenansicht einer Rohrherstellungsvorrichtung gemäss einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung gezeigt ist, wie sie einen Rohrabschnitt bildet.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

[0008] Bezogen auf Fig. 1–44, ist die vorliegende Erfindung eine Rohrherstellungsvorrichtung 100, welche mit einer Steuerung 101 zur Bildung eines geschlossenen Rohrabschnitts 400 oder eines Rohrrohlings 500 aus einem Bandvorrat 200 wie ein Metallband verwendet wird. Als Teil einer ersten grösseren Maschine zur Inline-Herstellung, gezeigt in Fig. 45–46, steuert die Steuerung 101 die Vorrichtung 100 derart, dass das Metallband 200 zur Bildung eines geschlossenen Rohrabschnitts 400 mit einer Schliessnaht 300 zur endgültigen Verriegelung mittels einer Whisperlock<™>-Vorrichtung, welche auch in der ersten grösseren Maschine, enthalten ist, gefalzt wird. Alternativ steuert die Steuerung 101, als Teil einer zweiten grösseren Maschine, welche in Fig. 47–48 gezeigt ist, die Vorrichtung 100 derart, dass das Metallband 200 zur Bildung eines Rohrrohlings 500 mit einer männlichen Verriegelungsrandfläche 212 (male lock tab) und einem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 (female lock bend) (am besten sichtbar in Fig. 42) gefalzt wird.

[0009] In der gesamten folgenden detaillierten Beschreibung der Figuren bezieht sich die Richtung «vorwärts» auf eine normale, fortschreitende Bewegung des Metallbands 200, in den Figuren von links nach rechts; die Richtung «rückwärts» bezieht sich auf eine zurückführende Bewegung des Metallbands 200 von rechts nach links.

[0010] Bezugnehmend auf Fig. 1umfasst die Vorrichtung 100 eine feste Andruckplatte 110, eine bewegliche Andruckplatte 120, eine Oberwange 130, eine Bettanordnung 140, ein Falzelement 150, einen Hilfsrahmen 160, einen Kolben 170 und eine Dichtungsinjektionsvorrichtung 180. Die bewegliche Andruckplatte 120 ist beweglich an der Vorrichtung 100 montiert. Die Oberwange 130, die Bettanordnung 140 und das Falzelement 150 sind innerhalb des Hilfsrahmens 160 zum Zweck einer eigenständigen Bewegung relativ zum Hilfsrahmen 160 montiert. Der Hilfsrahmen 160 ist beweglich an der Vorrichtung 100 montiert. Der Kolben 170 und die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 sind beweglich an der Oberwange 130 montiert. Die Steuerung 101, auch in Fig. 44 und 46gezeigt, ist zur Steuerung der Bewegungen der bewegten Teile 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 konfiguriert, um die im Folgenden mit Bezug auf Fig. 2–30oder 31–44 beschriebenen Prozesse durchzuführen.

[0011] Wieder bezugnehmend auf Fig. 1umfasst die bewegliche Andruckplatte 120 eine Backe 122 und schwenkt auf einer Achse 124.

[0012] Die Oberwange 130 beherbergt einen einstellbaren oberen Einsatzstempel 132 (insert die) und definiert eine Nut 134, welche gegenüber einer oberen Fläche der Bettanordnung 140 angeordnet ist, wobei die Nut 134 einen Sensor 135 beherbergt und eine Tasche 136, welche sich entlang einer longitudinalen Achse der Nut 134 orthogonal zur Vorwärtsbewegung des Bands 200 erstreckt, umfasst. Die Oberwange 130 umfasst auch ein erstes Scherenblatt 138.

[0013] Die Bettanordnung 140 beherbergt einen gegenüber der Nut 134 angeordneten, einziehbaren Versatzstempel 142 (offset die) und umfasst auch einen Schnabel 144.

[0014] Das Falzelement 150 umfasst ein zweites Scherenblatt 152 und ist vom Aktor 154 gestützt.

[0015] Die Oberwange 130, die Bettanordnung 140 und das Falzelement 150 sind beweglich am Hilfsrahmen 160 montiert, welcher beweglich mit dem Rest der Vorrichtung 100 auf Drehzapfen 146, welche in Zapfenschlitze 148 eingreifen, verbunden ist. Das Falzelement 150 ist relativ zum Hilfsrahmen 160 mittels des Aktors 154 bewegbar.

[0016] Der Kolben 170 ist an der Oberwange 130 montiert. Um eine Behinderung der Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 zu vermeiden, ist der Kolben 170 vorzugsweise in einem oberen Teil der Oberwange 130 untergebracht. Ein Greifer 172 ist für die Vor- und Rückwärtsbewegung relativ zur Oberwange 130 am Kolben 170 montiert. In der Ausführungsform nach Fig. 1 umfasst der Greifer 172 einen Elektromagnet 174. In Ausführungsformen, welche mit nicht-magnetischen Bändern 200 arbeiten, kann der Greifer 172 einen Unterdruckanschluss oder andere nicht-magnetische Mittel zur Absorption oder Haftung an einer Fläche des Bands 200 umfassen.

[0017] Die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 ist derart montiert, dass sie sich entlang eines auf der Hinterseite der Oberwange 130 angeordneten angetriebenen Schlittens 181 bewegt. Der angetriebene Schlitten 181 legt einen zur Vorwärtsbewegung des Metallbands 200 orthogonalen Injektionspfad fest und ist derart angeordnet, dass er den Betrieb des Kolbens 170 nicht behindert. In einer Ausführungsform ist die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 über einen flexiblen Schlauch 183 in fluider Verbindung mit einer pneumatisch angetriebenen Kolbenpumpe 182, wie z.B. eine Ingersoll Kolbenpumpe. Vorzugsweise ist die Kolbenpumpe 182 nicht direkt an der bewegbaren Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 angebracht, sondern sie ist auf einer festen Halterung entlang der Vorrichtung 100 angeordnet. Der flexible Schlauch 183 hat eine ausreichende Länge, um sich von der Kolbenpumpe 182 über den vollen Lauf des angetriebenen Schlittens 181 zu erstrecken. Die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 umfasst auch eine Dichtstoffdüse 184 und einen optischen Sensor 186. In einer Ausführungsform ist die Dichtstoffdüse 184 eine pneumatisch gesteuerte Nadeldüse, welche von der Steuerung 101 oder direkt vom optischen Sensor 186 angetrieben werden kann.

[0018] Wie in Fig. 1 gezeigt, beginnt jeder Zyklus des Inline-Herstellungsprozesses mit dem Anheben der bewegten Andruckplatte 120 weg von der festen Andruckplatte 110. Das Metallband 200 wird nach vorne zwischen die Oberwange 130 und die Bettanordnung 140, welche eng beabstandet sind, zugeführt, bis ein vorderer freier Rand des Metallbands 200 jenseits des ersten Scherenblatts 138 herausragt, um ein kurzes, gegen die obere Seite des Falzelements 150 ruhendes Segment 201 zu bilden. Anschliessend sichert die Oberwange 130 das Metallband 200 an der Bettanordnung 140.

[0019] Fig. 2–30 zeigen die Vorrichtung 100 in Betrieb, für die Bildung des Rohrabschnitts 400. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung 100 vorzugsweise in die erste grössere Maschine, welche in Fig. 45–46 gezeigt ist, integriert. Während allen Arbeitsgängen aus Fig. 2–20und 22–30 ist die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 an einem Ende des angetriebenen Schlittens 181 zurückgezogen, um eine Behinderung von Bewegungen der beweglichen Andruckplatte 120, der Oberwange 130, des Kolbens 170 oder des Metallbands 200 zu vermeiden. Dementsprechend wird die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 in diesen Figuren nicht dargestellt. Fig. 21zeigt die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 in Bewegung entlang des angetriebenen Schlittens 181, um eine kalte Dichtstoffraupe 187 ins weibliche Verriegelungswinkelstück 250 zu platzieren.

[0020] Wie in Fig. 2–3 gezeigt, wird der Aktor 160 gestreckt, um das Falzelement 150 um einen Rand des zweiten Scherenblatts 152, welcher in Kontakt mit einer Vorderseite der Bettanordnung 140 tritt, zu schwenken, wodurch das Metallband 200 gegen das erste Scherenblatt 138 gefalzt wird, um einen männlichen Verriegelungsfalz 210, welcher an eine hintere Oberfläche 202 mit einer dem kurzen Abschnitt 201 zugeordneten männlichen Verriegelungsrandfläche 212 anschliesst, zu bilden.

[0021] Nach der Bildung des männlichen Verriegelungsfalzes 210 und der männlichen Verriegelungsrandfläche 212 zieht sich der Aktor 160 zurück, um das Falzelement 150 in eine In-line-Position für eine weitere Vorwärtsförderung des Metallbands 200 zurückzubringen. Die Oberwange 130 wird auch weg von der Bettanordnung 140 leicht angehoben, und das Metallband 200 wird weitergeschoben wie in Fig. 4gezeigt.

[0022] Wie in Fig. 5–7 gezeigt, sichert die Oberwange 130 das Metallband 200 gegen die Bettanordnung 140, nachdem eine gewünschte Länge des Metallbands 200 vorgeschoben worden ist, und der Aktor 160 verlängert sich wieder, um das Falzelement 150 nach oben in Richtung der geneigten Vorderseite der Oberwange 130 zu schwenken, wodurch eine um zirka 90° gefalzte erste Kante 220 im Metallband 200 zur Abgrenzung der Rückseite 202 des Rohrabschnitts 400 gebildet wird.

[0023] Bezugnehmend auf Fig. 8–11 wird ein ähnlicher Förder-Falz-Zyklus wiederholt, um eine zweite Kante 230 zwischen der Oberseite 204 und einer Vorderseite 206 zu bilden. Die Oberwange 130 wird von der Bettanordnung 140 angehoben; das Metallband 200 wird vorgeschoben; sobald eine gewünschte Länge vorgeschoben wurde, wird die Oberwange 130 zur Sicherung des Metallbands 200 abgesenkt. Der Aktor 160 wird verlängert, was eine Schwenkung und ein Falzen des Metallbands 200 bewirkt, wodurch die zweite Kante 230 gebildet wird.

[0024] Jetzt bezugnehmend auf Fig. 12–15 wird der Zyklus wiederholt, um eine dritte Kante 240 zwischen der Vorderseite 206 und einer Unterseite 208 zu bilden.

[0025] Fig. 16 zeigt die bewegliche Andruckplatte 120 um eine Achse 124 geschwenkt, um das Metallband 200 gegen die feste Andruckplatte 110 festzuklemmen, vorbereitend auf die Bildung eines weiblichen Verriegelungswinkelstücks 250 auf der Unterseite 208.

[0026] Bezugnehmend auf Fig. 17–19 bewegt sich der Hilfsrahmen 160 entlang des oberen und hinteren Pfads, welcher von den Drehzapfen 146 in den Zapfenschlitzen 148 definiert ist, wodurch das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 mit einer Nase 252 durch Zusammenwirken des Schnabels 144 mit der Backe 122 gebildet wird. Bei allen Bewegungen in Fig. 17–19 klemmt die bewegliche Andruckplatte 120 das Metallband 200 an die feste Andruckplatte 110, und die Oberwange 130 klemmt das Metallband 200 an die Bettanordnung 140. Idealerweise bleibt der Schnabel 144 in einem im Wesentlichen konstanten Abstand von der Backe 122, um eine übermässige Beanspruchung des Metallbands 200 zu vermeiden.

[0027] Bezugnehmend auf Fig. 20schwenkt die bewegliche Andruckplatte 120 um die Achse 124, und die Oberwange 130 bewegt sich nach oben von der Bettanordnung 140 und gibt das Metallband 200 frei.

[0028] Wie in Fig. 21 gezeigt, wird das Metallband 200 um einen Zwischenabstand vorgeschoben, um das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 am Injektionspfad der Dichtstoffdüse 184 auszurichten. Der angetriebene Schlitten 181 bewegt die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 entlang des Injektionspfads, parallel zum weiblichen Verriegelungswinkelstück 250, um die Dichtstoffraupe 187 entlang einer inneren Oberfläche des weiblichen Verriegelungswinkelstücks 250 zu deponieren. Sobald der optische Sensor 186 einen einfahrenden Rand des Metallbands 200 detektiert, wird die Dichtstoffdüse 184 für den Start des Ablegens der Dichtstoffraupe 187 angetrieben. Sobald der optische Sensor 186 einen ausfahrenden Rand des Metallbands 200 detektiert, wird die Dichtstoffdüse 184 für das Stoppen des Ablegens der Dichtstoffraupe 187 angetrieben. Die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 wird dann zu einem Ende des Schlittens 181 zurückgezogen.

[0029] Bezugnehmend auf Fig. 22wird das Metallband 200 anschliessend vorgeschoben, um das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 an der in der Oberwange 130 gebildeten Nut 134 auszurichten. In einer Ausführungsform übermittelt der Nutsensor 135 einen Ausrichthinweis an die Steuerung 101. Alternativ schiebt die Steuerung 101 das Metallband 200 um einen vordefinierten Abstand vor, um eine Ausrichtung des weiblichen Verriegelungswinkelstücks 250 an die Nut 134 zu erreichen. Die bewegliche Andruckplatte 120 schwenkt dann um die Achse 124, um das Metallband 200 gegen die feste Andruckplatte 110 zu klemmen.

[0030] Bezugnehmend auf Fig. 23presst die Oberwange 130 das Metallband 200 gegen die Bettanordnung 140 und bewirkt, dass das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 in die Nut 134 eingequetscht wird. Die Tasche 136 der Nut 134 erfasst die Nase 252. Der einziehbare Versatzstempel 142 wird von der Bettanordnung 140 nach oben verlängert, um einen vorderen Abschnitt des weiblichen Verriegelungswinkelstücks 250 gegen eine obere, horizontale Fläche der Nut 134 zu pressen, wodurch ein Versatz 254 gebildet wird.

[0031] Bezugnehmend auf Fig. 24wird der einstellbare obere Einsatzstempel 132 der Oberwange 130 nach unten verlängert, um das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 in Richtung der Bettanordnung 140 zu pressen. Der einstellbare obere Einsatzstempel 132 wirkt daher mit dem einziehbaren Versatzstempel 142 und mit der Tasche 136 zusammen, um einen für die Aufnahme der männlichen Verriegelungsrandfläche 212 geeigneten Einsatzwinkel 256 zu definieren. Zusätzlich wirkt der einstellbare obere Einsatzstempel 132 mit dem einziehbaren Versatzstempel 142 zusammen, um den Versatz 254 und den Einsatzwinkel 256 auf der Basis einer Dicke des Metallbands 200 zu bestimmen.

[0032] Fig. 25–30 zeigen die Vorrichtung 100 bei der Bildung des Endverriegelungswinkelstücks 310. Wie in Fig. 25 gezeigt, werden die bewegliche Andruckplatte 120 und die Oberwange 130 angehoben, um das Metallband 200 freizugeben. Gleichzeitig wird der einziehbare Versatzstempel 142 eingezogen und der einstellbare obere Einsatzstempel 132 weiter verlängert, um das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 aus der Nut 134 und der Tasche 136 auszustossen. Das Metallband 200 wird anschliessend vorgeschoben, wobei sich die Kanten 220, 230, 240 elastisch deformieren, während sich die männliche Verriegelungsrandfläche 212 an einer oberen hinteren Kante der Oberwange 130 verfängt, am besten sichtbar in Fig. 22–24.

[0033] Wieder bezugnehmend auf Fig. 25bringt ein elastischer Rückschlag der Kanten 220, 230, 240 die Rückseite 202 nahe an die Vorderfläche der Oberwange 130, sobald die männliche Verriegelungsrandfläche 212 die obere hintere Kante der Oberwange 130 passiert. Der Kolben 170 und der Greifer 172 werden dann angetrieben, um die Rückseite 202 zu greifen. Während der Greifer 172 die Rückseite 202 hält, wird die Oberwange 130 dann in Richtung der Bettanordnung 140 abgesenkt, wodurch die männliche Verriegelungsrandfläche 212 neben dem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 positioniert wird.

[0034] Wie in Fig. 26 gezeigt, kann die männliche Verriegelungsrandfläche 212 in den Einsatzwinkel 256 des weiblichen Verriegelungswinkelstücks 250 mindestens dadurch eingebracht werden, dass der Kolben 170 für eine Vorwärtsbewegung des Greifers 172 verlängert wird, dass das Metallband 200 nach hinten zurückgezogen wird, so dass das erste Scherenblatt 138 gegen die Rückseite 202 drückt, oder durch eine Schwenkbewegung des Falzelements 150 nach oben.

[0035] Bezugnehmend auf Fig. 27schwenkt das Falzelement 150, sobald die männliche Verriegelungsrandfläche 212 im Einsatzwinkel 256 eingeführt ist, nach oben relativ zur Oberwange 130, wodurch das Metallband 200 um zirka 20° gefalzt wird, so dass sich das Endverriegelungswinkelstück 310 ergibt.

[0036] Bezugnehmend auf Fig. 28bewegt sich die Oberwange 130 nach oben, um das Metallband, welches entlang der nach oben geneigten Fläche des Falzelements 150 vorgeschoben wird, freizugeben, um eine Endverriegelungsrandfläche 320, welche sich vom weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 bis zum ersten Scherenblatt 138 erstreckt, zu bilden.

[0037] Bezugnehmend auf Fig. 29klemmt dann die Oberwange 130 das Metallband 200 gegen die Bettanordnung 140. Das Metallband 200 wird dann durch eine Gleitbewegung des zweiten Scherenblatts 152 gegen das erste Scherenblatt 138 geschnitten, wodurch der Rohrabschnitt 400 vom Metallband 200 getrennt wird, wie in Fig. 30 gezeigt. Das um etwa 20° gefalzte Endverriegelungswinkelstück 310 bewirkt, dass die männliche Verriegelungsrandfläche 212 mittels der Endverriegelungsrandfläche 320 mit dem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 zusammengehalten wird.

[0038] Der Rohrabschnitt 400 wird dann aus der Vorrichtung 100 entfernt, so dass die Naht 300 vollständig geschlossen werden kann. Wie in Fig. 45–46 gezeigt, kann der Rohrabschnitt 400 von der Vorrichtung 100 mittels eines Förderers (nicht nummeriert), welcher Teil der ersten grösseren Maschine ist, entfernt werden. Das Endverriegelungswinkelstück 310 und die Endverriegelungsrandfläche 320 sichern die männliche Verriegelungsrandfläche 212 im Einsatzwinkel 256, wodurch ein elastischer Rückschlag der Kante 210, welcher bewirken könnte, dass die Rückseite 202 vom weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 wegfedert, vermieden wird.

[0039] Wie man sehen wird, formt das etwa 20° gefalzte Endverriegelungswinkelstück 310 die Naht 300 effektiv vor. Sobald die Endverriegelungsrandfläche 320 durch Abscherung des Metallbands 200 gebildet wird, kann der Rohrabschnitt 400 von der Vorrichtung 100 entfernt werden, ohne die männliche Verriegelungsrandfläche 212 vom weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 zu entkoppeln oder zu trennen. Die Naht 300 kann nach dem Entfernen vollständig geschlossen werden.

[0040] Ein Fachmann wird einsehen, dass die Vorrichtung 100, so wie sie in den Ausführungsformen der Fig. 1–30verwendet wird, einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik hat, nämlich eine Automatisierung des vorgängig offline ausgeführten Schrittes der Schliessung/Ausrichtung der Naht 300 vor ihrer endgültigen Verriegelung, wodurch eine bisher unbekannte einfache Herstellung ermöglicht wird.

[0041] Die Ausführungsform der Fig. 1–30 ist besonders für eine Verwendung in der ersten grösseren Maschine aus Fig. 45–46 bestimmt. Die Vorrichtung der Fig. 1–30 kann jedoch auch mit anderen Maschinen als die Maschine aus Fig. 45–46oder für sich genommen verwendet werden.

[0042] Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Einsatzwinkel 256 einen automatischen Einsatz der männlichen Verriegelungsrandfläche 212 in das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 mit verbesserter Zuverlässigkeit ermöglicht.

[0043] Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Versatz 254 die Bildung des Einsatzwinkels 256 bei gleichzeitiger Beibehaltung einer im Wesentlichen ebenen Unterseite 208 des Rohrabschnitts 400 in der Nähe der Schliessnaht 300 erlaubt.

[0044] Als ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Endverriegelungswinkelstück 310 und die Endverriegelungsrandfläche 320 eine von einer Sorge um ein Hinausfedern der männlichen Verriegelungsrandfläche 212 aus dem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 befreite Handhabung des Rohrabschnitts 400 beim Herausnehmen aus der Vorrichtung 100.

[0045] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass das Endverriegelungswinkelstück 310 ein Falzen der Endverriegelungsrandfläche 320 in eine im Wesentlichen flache Position gegen die Rückseite 202 erlaubt, wodurch sich eine ansprechende, glatte Erscheinung des Rohrabschnitts 400 ergibt.

[0046] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Versatz 254 die Einfachheit der Schliessung der Schliessnaht 300 durch die Bereitstellung einer im Wesentlichen glatten Unterseite 208, welche eine Gleichverteilung einer durch das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 auf das Endverriegelungswinkelstück 310 einwirkenden Biegekraft verbessert, erhöht.

[0047] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der durch den einziehbaren Versatzstempel 142 geschaffene Versatz es erlaubt, die Schliessnaht 300 zusammengedrückt geschlossen zu halten, als eine Alternative, die Schliessnaht 300 durch Rollen zu schliessen. Die zusammengedrückte Schliessnaht 300 stellt einen bedeutend glatteren Rohrabschnitt 400 dar, als dies mit einer gerollten Schliessnaht erreicht werden kann.

[0048] Obwohl viele Vorteile der vorliegenden Erfindung klar aus den beschriebenen Ausführungsformen hervorgehen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann wird einsehen, dass viele Änderungen und Variationen im Rahmen der vorliegenden Ansprüche möglich sind.

[0049] Beispielsweise koordiniert in einer Ausführungsform in Fig. 31–44die Steuerung 101 die Vorrichtung 100 derart, dass die männliche Verriegelungsrandfläche 212 an der Vorderkante des Metallbands 200, im Wesentlichen wie unter Bezugnahme auf Fig. 2–3, gebildet wird. Die Vorrichtung 100 schiebt anschliessend das Metallband 200 auf eine vordefinierte Umfangslänge des Rohrabschnitts 500 vor und bildet das weibliche Verriegelungswinkelstück 250 im Wesentlichen wie unter Bezugnahme auf Fig. 17–24beschrieben. Die Vorrichtung 100 schneidet anschliessend das Metallband 200 hinter dem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250, um den Rohrabschnitt 500 zu trennen. Der Rohrabschnitt 500 wird dann entlang der zweiten grösseren Maschine, welche in Fig. 47–48 gezeigt ist, bewegt, um einen fertigen Rohrabschnitt zu bilden. Diese Ausführungsform ist insbesondere für die Herstellung von Rohren variablen massgeschneiderten Profils (einschliesslich zirkulär, oval, rechteckig oder quadratisch) geeignet.

[0050] Ein Fachmann wird einsehen, dass die Vorrichtung 100, wie in den Ausführungsformen aus Fig. 31–44 verwendet, einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik verschafft, indem sie den Rohrrohling 500 mit der männlichen Verriegelungsrandfläche 212 und dem weiblichen Verriegelungswinkelstück 250 herstellt, welches automatisch in einen Rohrabschnitt mit massgeschneidertem Profil gebildet werden kann, einschliesslich automatischer Bildung der Schliessnaht 300. Die Ausführungsform aus Fig. 31–44 ist insbesondere zur Verwendung in einer zweiten grösseren Maschine, gezeigt in Fig. 47–48, vorgesehen, wobei der Rohrrohling 500 nachfolgenden Einrichtungen zugeführt wird, um daraus einen Rohrabschnitt mit massgeschneidertem Profil zu bilden. Die Ausführungsformen der Fig. 31–44können jedoch auch in einer eigenständigen Weise oder mit anderen Maschinen als mit der speziellen Maschine aus Fig. 47–48 verwendet werden.

[0051] Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass jede offenbarte Ausführungsform eine komplette In-line-Bildung eines fertigen Rohrabschnitts erlaubt, ohne die Notwendigkeit einer seitlichen Abladung eines halbfertigen Rohrrohlings für eine endgültige Nahtschliessung.

[0052] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass jede der offenbarten Ausführungsformen ein gesamtes Rohrabschnittsprofil mittels geradlinigem Falzen eines Bands bildet, wodurch eine gleichmässige Nahtform entsteht. Dies steht im Kontrast mit Verfahren des Standes der Technik, bei denen die Nahtqualität von der Fertigkeit des Bedienpersonals bei der Ausrichtung eines teilfertigen Rohrabschnitts mit einem Nahtschliesswerkzeug abhängt.

[0053] In einer anderen Ausführungsform, wie in Fig. 49 gezeigt, umfasst eine Rohrherstellungsvorrichtung 600 zur Verwendung mit einem Metallband 700, welches eine horizontale Achse 701 und eine vertikale Achse 702 definiert, eine Steuerung (nicht gezeigt) zur Koordination der Bewegungen einer stationären Andruckplatte 610, eine bewegliche Andruckplatte 620, ein Klemmblatt 630, einen Schwenktisch 650 und einen Fixierstab 670. Die bewegliche Andruckplatte 620 ist bewegbar mit der stationären Andruckplatte 610 zu einer horizontalen Bewegung in Richtung und in Gegenrichtung der stationären Andruckplatte 610 verbunden; das Klemmblatt 630 ist bewegbar mit der beweglichen Andruckplatte 620 zu einer vertikalen Bewegung in Richtung und in Gegenrichtung der beweglichen Andruckplatte 620 verbunden; der Schwenktisch 650 ist mit der beweglichen Andruckplatte 620 zur Schwenkbewegung um eine erste Schwenkachse 703, im Wesentlichen senkrecht zu horizontalen und vertikalen Achse 701, 702 verbunden; und der Fixierstab 670 bewegt sich mit dem Klemmblatt 630.

[0054] Die stationäre Andruckplatte 610 umfasst eine obere Stempelseite 612, welche für eine Schwenkbewegung um eine zweite Schwenkachse 704 im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen und vertikalen Achse 701, 702 montiert ist.

[0055] Das Klemmblatt 630 trägt und wird geschützt durch eine Hülle 632, wie nachfolgend erläutert wird.

[0056] Beim Betrieb der Rohrherstellungsvorrichtung 600 bewegt sich die bewegliche Andruckplatte 620 zunächst in Richtung der stationären Andruckplatte 610, um ein Stück des Metallbands aufzunehmen. Das Klemmblatt 630 und die bewegliche Andruckplatte 620 greifen und ziehen dann das Metallband 700 vorwärts quer über die stationäre Andruckplatte. Das Klemmblatt 630 und der Schwenktisch 650 wirken anschliessend zusammen, um einen männlichen Kantenvorsprung 712 einer Rohrnaht 800 an einer vorderen Kante des Metallbands 700 zu bilden. Die Rohrherstellungsvorrichtung 600 formt das Metallband 700 als ein Rohrrohling 900 mittels einer nachfolgenden Bewegung der beweglichen Andruckplatte 620 in Richtung und in Gegenrichtung zur stationären Andruckplatte 610 und eines wiederholten Antriebs des Klemmblatts 630 und des Schwenktisches 650. Die Hülle 632 verhindert, dass der Kantenvorsprung 712 der Rohrnaht 800 sich am Klemmblatt 630 oder am Fixierstab 670 verfängt und dadurch die Vorwärtsbewegung des Metallbands 700 behindert.

[0057] Nach der Bildung aller Seiten des Rohrs wird die bewegliche Andruckplatte 620 in Bewegung relativ zur stationären Andruckplatte 610 gebracht, wobei dadurch ein Knick 740 im Metallband 700 gebildet wird. Der Knick 740 wird dann in eine einer im Schwenktisch 650 gebildeten Stempelfläche 652 gegenüberliegenden Position bewegt. Der Knick 740 wird dann gemäss der Stempelfläche 652 mittels des Klemmblatts 630 gebördelt und bildet dadurch eine weibliche Kante 750 der Rohrnaht 800.

[0058] Der Fixierstab 670 wird dann verwendet, gemäss einer Weiterbewegung des Klemmblatts 630, um eine Einführung des Kantenvorsprungs 712 der Rohrnaht 800 in die weibliche Kante 750 zu bewirken. Einmal so eingeführt, wird der hintere Bereich der weiblichen Kante 750 zwischen passenden Stempelflächen und nach oben gegen den Kantenvorsprung 712 gebördelt, wodurch die Rohrnaht 800 geschlossen wird.

[0059] In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Dichtungsinjektionsvorrichtung 180 die Dichtstoffraupe 187 entlang einer inneren Kante des männlichen Verriegelungsfalzes 210 platzieren, bevor das Metallband 200 zur Einführung des männlichen Verriegelungsfalzes 210 in den Einsatzwinkel 256 vorgeschoben wird.

[0060] In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann eine Endverriegelungsrandfläche 310 von mehr oder weniger als 20° durch eine Variation des Profils der Oberwange 130 und der Bewegung des Falzelementes 150 erreicht werden.

[0061] In einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung 100, bei einer Bereitstellung geeigneter Mittel zum Heizen und Kühlen des ersten Scherenblatts 138 und der Wirkfläche des Falzelements 156, zur Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Band anstatt aus Metall verwendet werden.

[0062] In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Steuerung 101 derart programmiert werden, dass sie die Bewegung des Falzelements 150 zur Bildung von von 90° verschiedenen Eckwinkeln steuert, so dass Rohrrohlinge mit mehr oder weniger als vier Seiten gebildet werden. Die Dimensionen der Oberwange 130 können eine Umstellung zur Anpassung an Änderungen des Rohrrohlingsprofils erfordern.

Claims (11)

1. Rohrherstellungsvorrichtung (100) zur Bildung eines Rohrstücks (400) oder eines Rohrrohlings (500) aus einem Bandvorrat (200), wobei die Rohrherstellungsvorrichtung (100) – ein Verriegelungsrandflächenbildungsmittel zur Bildung einer an einer ersten Kante des Bandvorrats (200) angrenzenden männlichen Verriegelungsrandfläche (212), wobei das Verriegelungsrandflächenbildungsmittel eine feste Andruckplatte (110), eine bewegliche Andruckplatte (120), eine Bettanordnung (140), eine Oberwange (130) und ein Falzelement (150) umfasst; – ein Verriegelungswinkelstückbildungsmittel zur Bildung eines an einer zweiten Kante des Bandvorrats (200) angrenzenden weiblichen Verriegelungswinkelstücks (250), wobei das Verriegelungswinkelstückbildungsmittel die feste Andruckplatte (110), die bewegliche Andruckplatte (120), die Bettanordnung (140), die Oberwange (130) und das Falzelement (150) umfasst; und – ein mit dem Verriegelungsrandflächenbildungsmittel und dem Verriegelungswinkelstückbildungsmittel wirkverbundenes Einführmittel zur Einführung der männlichen Verriegelungsrandfläche (212) in das weibliche Verriegelungswinkelstück (250), wobei das Einführmittel einen Kolben (170) und einen Greifer (172) umfasst, umfasst.

2. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Endverriegelungsrandflächenbildungsmittel zur Bildung einer am weiblichen Verriegelungswinkelstück (250) angrenzenden Endverriegelungsrandfläche (310), welche die bewegliche Andruckplatte (120), die Bettanordnung (140), die Oberwange (130), das Falzelement (150), den Kolben (170) und den Greifer (172) umfasst, wobei die männliche Endverriegelungsrandfläche (310) zum Falzen um eine erste Kante der männlichen Verriegelungsrandfläche (212) für eine Sicherung der mit dem weiblichen Verriegelungswinkelstück (310) in Eingriff stehenden männlichen Verriegelungsrandfläche (212) ausgeführt ist.

3. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Einsatzwinkelbildungsmittel zur Bildung eines Einsatzwinkelabschnitts (256) des weiblichen Verriegelungswinkelstücks (250), zur Aufnahme der männlichen Verriegelungsrandfläche (212), wobei das Einsatzwinkelbildungsmittel einen in der Oberwange (130) angeordneten einstellbaren oberen Einsatzstempel (132), einen in der Bettanordnung (140) angeordneten, einziehbaren Versatzstempel (142) und eine in der Oberwange (130) gebildete Tasche (136) umfasst.

4. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei das Verriegelungswinkelstückbildungsmittel weiter ein Versatzbildungsmittel zur Bildung eines weiblichen Verriegelungswinkelstücks (250), umfassend einen Versatz, umfasst, wobei das Versatzbildungsmittel den einziehbaren Versatzstempel (142) und eine Nut (134) in der Oberwange (130) umfasst, wobei der Versatz derart ausgebildet ist, dass eine Unterseite des Einsatzwinkels (256) im Wesentlichen koplanar zu einer unteren Fläche des Bandvorrats (200) angeordnet ist, und so, dass eine vordere Kante des Einsatzwinkels (256) nicht die untere Fläche des Bandvorrats (200) berührt.

5. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Mittel zur Trennung eines fertigen Rohrabschnitts von dem Bandvorrat (200), wobei das Mittel zur Trennung die Oberwange (130), ein erstes Scherenblatt (138) und ein zweites Scherenblatt (152) umfasst.

6. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Andruckplatte (120), die Bettanordnung (140), die Oberwange (130) und das Falzelement (150) bewegliche Teile sind, welche zu einer zur festen Andruckplatte (110) und zueinander relativen Bewegung wirkverbunden sind.

7. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, weiter umfassend eine Steuerung (101), welche zu einer Koordination der Bewegung der bewegten Teile zur Bildung der männlichen Verriegelungsrandfläche (212) und des weiblichen Verriegelungswinkelstücks (250) konfiguriert ist.

8. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei der Kolben (170) und der Greifer (172) mit der Oberwange (130) beweglich verbunden sind.

9. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, weiter umfassend eine mit der Oberwange (130) beweglich verbundene Dichtungsinjektionsvorrichtung (180), welche zur Platzierung einer Dichtstoffraupe (187) entlang einer inneren Fläche des weiblichen Verriegelungswinkelstücks (250) ausgestaltet ist.

10. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Bandvorrat (200) ein Metallband ist.

11. Rohrherstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die feste und die bewegliche Andruckplatte (110, 120) zur Bildung einer Backe (122) ausgestaltet sind und die Oberwange (130) und die Bettanordnung (140) zur Bildung eines relativ zur Backe (122) beweglichen Schnabels (144) ausgestaltet sind.