DE10031916C2 - Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials - Google Patents
Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren BandmaterialsInfo
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- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen eines plastisch
verformbaren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 91/08064 A1 bekannt.
Für eine Vielzahl von Rohranwendungen werden die Rohre aus einem plastisch
verformbaren Bandmaterial geformt, indem dieses Bandmaterial um dessen
Längsachse zu einem Rohr geformt wird. Bei dem Material handelt es sich
insbesondere um Metall. Die Längsränder des Metallbandes sind dabei
überlappend oder aneinander anstoßend angeordnet. An den Längsrändern
wird das Metallband entweder verklebt oder verschweißt. Darüber hinaus
können die Längsränder Abwinklungen aufweisen, die dann vor dem
Verschweißen des geformten Rohres radial von diesem abstehen. Diese
abgewinkelten Ränder definieren das Schweißmaterialvolumen und werden
"heruntergeschweißt", so dass nach der Längsnahtverschweißung das Rohr im
Bereich der zuvor abgewinkelten Längsränder lediglich noch eine geringfügige
Erhöhung (Schweißnaht) aufweisen.
Längsnahtgeschweißte Rohre werden beispielsweise bei der Herstellung von
Kunststoff-Metall-Verbundrohren benötigt, bei denen dem Metallrohr die
Funktion einer Diffusionssperre zukommt. Das Metallband wird um ein
Kunststoffrohr herum geformt, wobei es an dem Kunststoffrohr eng anliegend
angeordnet ist. Die Formung des Rohres erfolgt durch mehrere erste und
zweite Formrollenpaare, wobei die ersten Formrollenpaare um parallel zur
Ober- und Unterseite des Metallbandes verlaufende erste Drehachsen drehbar
sind und die zweiten Formrollenpaare um rechtwinklig zur Ober- und
Unterseite des Metallbandes und rechtwinklig zu den ersten Drehachsen
verlaufende zweite Drehachsen drehbar sind. Die Formrollen der zweiten Paare
sind beidseitig der Längsränder des Bandmaterials angeordnet. Insbesondere
sind also die zweiten Formrollen um vertikale Achsen drehbar, während die
ersten Formrollen um horizontale Achsen drehbar sind. Dabei wird dann das zu
formende Metallband mit seinen Ober- und Unterseiten parallel zur
Horizontalen angeordnet den eisten und zweiten Formrollen zugeführt.
Bei der bekannten Vorrichtung zum Formen und Schweißen von Rohren dienen
die am Ende des Transportweges des Metallbandes durch die Formvorrichtung
angeordneten Formrollen zum Halten des geformten Schlitzrohres in der
gewünschten Schweißposition. Bei diesen letzten Formrollen handelt es sich
um erste Formrollen, die als rotierende Messerrollen ausgebildet sind und in
den Schlitz hineinragen. Bei dünnwandigem Metallband kommt es dabei immer
wieder zu Beschädigungen der Längskanten, was wiederum zu Schweißfehlern
führen kann. Das Arbeitsprinzip der bekannten Profilier- und Rohrformsysteme
ist ohne Reibung nicht möglich. Da diese Tatsache durch die Form der rotie
renden Werkzeuge (Formrollen) gegeben ist, deren Umfangsgeschwindigkeiten
darüber hinaus sehr unterschiedlich sein können, wird durch diesen Umstand
die Laufruhe des Rohres beeinflusst, was sich nachteilig auf die weiteren
Arbeitsgänge, insbesondere beim Längsnahtschweißen auswirkt.
Darüber hinaus ist die Ausrichtung der ersten und zweiten Formrollen bei den
bekannten Systemen recht aufwändig, da jedes Rollenpaar für sich relativ zur
Transportrichtung und Längsachse des Metallbandes ausgerichtet werden
muss. Eine nicht "fluchtgerechte" Ausrichtung der einzelnen Rollenpaare führt
zu weiterer Laufunruhe des geformten Rohres. Außerdem nimmt die
Umrüstung eine nicht unbeträchtliche Zeitdauer in Anspruch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Formen eines
plastisch verformbaren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr
der eingangs genannten Art zu schaffen, die platzsparender ausgebildet und
einfacher zu bedienen und umzurüsten ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung folgen auf mindestens ein erstes Paar
Formrollen zum Vorformen der Längsränder des Bandmaterials mindestens
zwei zweite Formrollenpaare, die seitlich des Bandmaterials angeordnet sind
und dieses in Richtung auf ein Rohr hin verformen. Die Formrollen dieser
beiden zweiten Paare sind jeweils an Trägerelementen angeordnet, die
beidseitig der Längsränder des Bandmaterials angeordnet sind. Es können
mehrere Paare derartiger Trägerelemente mit jeweils mehreren zweiten
Formrollenpaaren vorgesehen sein. Alternativ können auch sämtliche zum
Formen des Metallbandes zum Rohr erforderliche zweiten Formrollen an
lediglich zwei Trägerelementen angeordnet sein.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind also jeweils mehrere seitlich des
Metallbandes und um vertikale Achsen drehbare zweite Formrollen an
gemeinsamen Trägerelementen angeordnet. Diese Trägerelemente sind
erfindungsgemäß bezüglich ihrer Schrägstellung zur Längsachse des
Bandmaterials und/oder bezüglich ihres Abstandes von den Längsrändern des
Bandmaterials einstellbar. Durch die Verstellung eines Trägerelements werden
also sogleich mehrere zweite Formrollen in ihren Positionen relativ zum zu
formenden Bandmaterial verändert. Damit brauchen nun nicht mehr sämtliche
zweite Formrollenpaare einzeln eingestellt zu werden. Der Vorzug des
erfindungsgemäßen Systems wird insbesondere dann deutlich, wenn man
davon ausgeht, dass sämtliche auf die Vorverformung der Längsränder des
Bandmaterials folgenden zweiten Formrollen an jeweils zwei Trägerelementen
gelagert sind.
Am in Transportrichtung hinteren Ende der erfindungsgemäßen
Formvorrichtung liegt also das fertig geformte Rohr mit entweder einander
überlappenden oder aneinander stoßenden Längsränder vor. Im zuletzt
genannten Fall können die Längsränder auch abgewinkelt sein, so dass sie
nunmehr radial vom Rohr abstehen. Direkt hinter der Formvorrichtung kann
nun die Schweißvorrichtung angeordnet werden, ohne dass es noch so
genannter Schweißrollen bedarf, die das Rohr während des Schweißvorganges
stützen und bezüglich seiner Form aufrechterhalten. Als Schweißvorrichtung
kommt insbesondere eine Lichtbogenschweißung unter Schutzgas sowie eine
Laserschweißung zum Einsatz.
Vorteilhafterweise lassen sich die Trägerelemente auch in Richtung des
Verlaufs der zweiten Drehachsen, also in vertikaler Richtung verstellen. Damit
ist sowohl eine Höhen- als auch eine Seiten- sowie eine
Schrägstellungsneigungseinstellung möglich.
Der Vorzug der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, wie bereits oben
angedeutet, in der vereinfachten Einstellung der Formrollen zu sehen. Dieser
Vorzug wirkt sich bereits dann bei den Einstell- und Umrüstarbeiten der
Formvorrichtung positiv aus, wenn pro Trägerelement zwei Formrollen
angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind jedoch pro Trägerelement
mindestens vier zweite Formrollen angeordnet. Gänzlich ausgeschöpft werden
die Vorteile der Erfindung dann, wenn sämtliche zweite Formrollen an zwei
Trägerelementen angeordnet sind.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Trägerelemente sich symmetrisch zu
Transportrichtung bzw. Längsachse des Bandmaterials verstellen lassen, und
zwar über jeweils ein Stellglied für jeweils eine Verstellrichtung der
Trägerelemente. Es ist aber auch denkbar und teilweise auch gewünscht, wenn
die Trägerelemente unabhängig voneinander sich einstellen lassen.
Je nach Breite des zu formenden Bandmaterials ist es zweckmäßig, wenn
dieses während seines Transports zwischen den zweiten Formrollenpaaren
unterstützt wird, so dass es nicht "nach unten" fallen kann. Diese
Unterstützung erfolgt zweckmäßigerweise durch um horizontale Achse
drehende Rollen oder durch Gleitstützteile, die zweckmäßigerweise fest an den
Trägerelementen an deren einander zugewandten Innenseiten angeordnet sind
und über die das Metallband während seines Transports gleitet.
Als Bandmaterial wird zweckmäßigerweise ein Metallband und insbesondere
ein Aluminiumband verwendet, wobei der Einlaufwinkel des Schlitzrohres je
nach Bandmaterial und Bandstärke vorzugsweise zwischen 1° und 6° liegt. Die
Formrollen sind vorzugsweise in an sich bekannter Weise über Wälzlager
gelagert. Durch die zuvor erwähnte Einstellung des Einlaufwinkels kann auch
der Schweißpunkt festgelegt werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Formvorrichtung besteht darin, dass auf
eine Schlitzrohr-Führung, wie sie im Stand der Technik durch die so genannten
Messerrollen gegeben ist, und auf einen Schweißrollentisch, d. h. auf eine
Schweißvorrichtung mit das zu schweißende Rohr stützenden Rollen, verzichtet
werden kann. Ferner ermöglicht der Einsatz des erfindungsgemäßen Systems
wesentlich kürzere Formstrecken, als dies bisher im Stand der Technik möglich
ist. Dadurch können die Werkzeugkosten gesenkt und die Wechselzeiten stark
reduziert werden, was bereits oben ausgeführt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung kurz anhand der beigefügten Zeichnung
erläutert, die ganz schematisch eine perspektivische Ansicht einer
Rohrformvorrichtung zeigt.
Die Formvorrichtung 10 weist zwei erste Formrollenpaare 12, im folgenden
auch kurz als Paare bezeichnet, sowie eine Vielzahl von zweiten
Formrollenpaaren 14 (in diesem Ausführungsbeispiel zehn zweite
Formrollenpaare) auf. Die beiden ersten Formrollen der ersten Paare 12
umfassen eine Oberrolle 16 und eine Unterrolle 18 und dienen der
Vorverformung des Metallbandes 20, indem die Längsränder 22 des
Metallbandes 20 zu einer gemeinsamen Seite (entweder Ober- oder Unterseite
24, 26) umgebogen werden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Formvorrichtung 10 rotieren die Ober- und Unterrollen 16, 18 der ersten
Formrollenpaare 12 um horizontale Achsen 28. Dabei können die Längsränder
22 zuvor in einer vorgeschalteten Formstation (nicht dargestellt) im
wesentlichen rechtwinklig umgebogen worden sein, so dass hochstehende
Kanten geringer Höhe entstehen.
Nach der zuvor beschriebenen Vorverformung des Metallbandes 20 gelangt
dieses zwischen die ersten der zweiten Formrollenpaare 14. Jedes dieser
Formrollenpaare umfasst zwei zweite Rollen 30, 32, die seitlich des
Metallbandes 20 angeordnet sind und die Längsränder 22 allmählich immer
weiter unter Entstehung eines Rohres aufeinander zu verformen. Die zweiten
Formrollen (nachfolgend auch Seitenformrollen genannt) rotieren um vertikale
Drehachsen 34.
Sämtliche jeweils auf einer Seite des Metallbandes 20 angeordnete
Seitenformrollen 30 sind an einem gemeinsamen Trägerelement 36
angeordnet. Damit befinden sich beidseitig des Metallbandes 20 zwei derartige
Trägerelemente 36, die in diesem Ausführungsbeispiel nach Art von C-
förmigen Profilstäben ausgebildet sind, die mit ihren offenen Seiten einander
zugewandt sind. An den offenen Innenseiten befinden sich die zweiten
Formrollen 30 (Seitenformrollen). Der Abstand zwischen den Seitenformrollen
30 jedes der zweiten Formrollenpaare 14 nimmt in Transportrichtung 38 des
Metallbandes 20 ab. Die in Transportrichtung 38 letzten Seitenformrollen 30
halten das Metallband 20 zu einem längsgeschlitzten Rohr 40 zusammen, so
dass nunmehr der Längsschlitz 42 verschweißt werden kann. Dies erfolgt
mittels eines Schweißkopfes 44, der unmittelbar hinter dem in
Transportrichtung 38 betrachtet letzten der zweiten Formrollenpaare 14
angeordnet ist. Damit entsteht ein Metallrohr 40 mit Längsnahtschweißung 46.
Die beiden Trägerelemente 36 lassen sich, wie durch die Doppelpfeilpaare
48, 50 in ihrer Schrägstellung relativ zur Transportrichtung 38 und damit auch
zur Längsrichtung des Metallbandes und bezüglich ihres Abstandes zum
Metallband 20 verstellen. Darüber hinaus ist auch eine Höhenverstellung
möglich. Durch Einstellen lediglich zweier Elemente, nämlich der beiden
Trägerelemente 36 werden sämtliche zweiten Formrollen 30 eingestellt und
justiert, was den Einricht- und Umrüstzeitaufwand und insbesondere auch den
Werkszeugmaterialseinsatz stark reduziert.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials um
dessen Längsachse zu einem Rohr, mit
mindestens einem ersten Formrollenpaar (12) von Formrollen (16, 18), die um parallel zur Ober- und Unterseite (24, 26) des Bandmaterials (20) verlaufende erste Drehachsen (28) drehbar sind und das Bandmaterial (20) im Bereich seiner Längsränder (22) zur Ober- oder Unterseite (24, 26) hin verformen, und
mindestens zwei zweiten Formrollenpaaren (14) von Formrollen (30, 32), die zweite Drehachsen (34) aufweisen, die entlang mindestens zweier beidseitig der Längsränder (22) des Bandmaterials (20) angeordneter Trägerelemente (36) angeordnet sind, wobei
die Trägerelemente (36) bezüglich ihrer Schrägstellung zu einer Längsachse (28) des Bandmaterials (20) und/oder bezüglich ihres Abstandes von den Längsrändern (22) des Bandmaterials (20) verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Drehachsen (34) der Formrollen (30, 32) sämtlicher zweiter Formrollenpaare (14) von Formrollen (30, 32) rechtwinklig zur Ober- und Unterseite (24, 26) des Bandmaterials (20) sowie rechtwinklig zu den ersten Drehachsen (28) verlaufen.
mindestens einem ersten Formrollenpaar (12) von Formrollen (16, 18), die um parallel zur Ober- und Unterseite (24, 26) des Bandmaterials (20) verlaufende erste Drehachsen (28) drehbar sind und das Bandmaterial (20) im Bereich seiner Längsränder (22) zur Ober- oder Unterseite (24, 26) hin verformen, und
mindestens zwei zweiten Formrollenpaaren (14) von Formrollen (30, 32), die zweite Drehachsen (34) aufweisen, die entlang mindestens zweier beidseitig der Längsränder (22) des Bandmaterials (20) angeordneter Trägerelemente (36) angeordnet sind, wobei
die Trägerelemente (36) bezüglich ihrer Schrägstellung zu einer Längsachse (28) des Bandmaterials (20) und/oder bezüglich ihres Abstandes von den Längsrändern (22) des Bandmaterials (20) verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Drehachsen (34) der Formrollen (30, 32) sämtlicher zweiter Formrollenpaare (14) von Formrollen (30, 32) rechtwinklig zur Ober- und Unterseite (24, 26) des Bandmaterials (20) sowie rechtwinklig zu den ersten Drehachsen (28) verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den
Trägerelementen (36) die Drehachsen (34) von mindestens vier zweiten
Formrollenpaaren (14) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Trägerelemente (36) auch in Richtung des Verlaufs der zweiten
Drehachsen (34) verstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sich zwischen den Trägerelementen (36) eine Stützanordnung zum
Stützen des Bandmaterials (20) befindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützan
ordnung an den Trägerelementen (36) oder nahe dieser angeordnete
Gleitstützteile aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stützanordnung Rollen aufweist, die um zur Ober- und/oder Unterseite
(24, 26) des Bandmaterials (20) parallele Drehachsen drehbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachsen (34) sämtlicher zur Formung des Bandmaterials (20)
zum Rohr erforderlicher zweiter Formrollenpaare (14) an zwei Trägerele
menten (36) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem
vom ersten Formrollenpaar (12) am weitesten beabstandeten zweiten
Formrollenpaar (14) ohne Zwischenschaltung weiterer Formwerkzeuge
eine Schweißvorrichtung (44) zum Verschweißen der
aneinanderstoßenden Längsränder (22) des zum Rohr geformten
Bandmaterials (20) positionierbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsränder (22) des Bandmaterials (20) vor der Vorverformung
durch die ersten Formrollen (16, 18) abgewinkelt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass das Bandmaterial (20) ein Metallband und insbesondere ein Alumini
umband ist.
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DE2000131916 DE10031916C2 (de) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials |
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DE10031916A1 DE10031916A1 (de) | 2002-01-31 |
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Cited By (1)
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WO1991008064A1 (fr) * | 1989-12-04 | 1991-06-13 | Kawasaki Steel Corporation | Procede et appareil de fabrication de tubes en acier soude |
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- 2000-06-30 DE DE2000131916 patent/DE10031916C2/de not_active Expired - Fee Related
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