DE102009036006B3 - Herstellungsverfahren für Rohre, Walzenstraße, Abreißvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Rohre (1), insbesondere zum Einsatz in Wärmetauschern, aus wenigstens einem metallischen Band auf einer Walzenstraße, wobei das Band auf einer Walzenstraße mit Sollbruchstellen versehen, umgeformt, zum Rohr zusammengeführt und schließlich die Rohre an den Sollbruchstellen zwischen zwei eine Geschwindigkeitsdifferenz aufweisenden Walzenpaaren abgerissen werden. Das Verfahren wird hinsichtlich des Abreißens einzelner Rohre erfindungsgemäß dadurch verbessert, dass das Rohr wenigstens im Moment des Abreißens mit einer flächigen Anpresskraft (Ak) belastet wird und eine ausreichende Reißkraft (Rk) erzeugt und auf das abzureißende Rohr übertragen wird. Es werden auch eine dementsprechende Walzenstraße und eine Abreißvorrichtung vorgeschlagen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für Rohre, beispielsweise zum Einsatz in Wärmetauschern, aus wenigstens einem metallischen Band auf einer Walzenstraße, wobei das Band auf einer Walzenstraße mit Sollbruchstellen versehen, umgeformt, zum Rohr zusammengeführt und schließlich die Rohre an den Sollbruchstellen zwischen zwei Walzenpaaren abgerissen werden. Zur Erfindung gehört auch eine Walzenstraße sowie eine Abreißvorrichtung.
- Ein Herstellungsverfahren und eine entsprechende Walzenstraße sind aus der
DE 10 2006 033 568 A1 bekannt. Gemäß dieser Druckschrift werden einzelne Rohre an in den Bändern vorhandenen Perforations- bzw. Sollbruchstellen abgebrochen oder abgeschnitten. Die alternative Möglichkeit des Abreißens einzelner Rohre wurde dort lediglich erwähnt, jedoch nicht gezeigt und/oder beschrieben. - Bezüglich des Abreißens der Rohre muss beispielsweise auf die
US 5 653 022 A hingewiesen werden, weil dort ein Zugrollenpaar und ein Führungsrollenpaar vorgesehen sind, zwischen denen das Abreißen einzelner Rohre stattfindet. Bei solchen Walzenpaaren kann es im Zuge des Abreißens zu unerwünschtem Schlupf kommen. Die Rohre selbst sind dort stranggepressten Typs, also sie sind nicht aus wenigstens einem metallischen Band gefertigt worden. - Gemäß der
EP 714 342 B1 - Gemäß der
GB 2 203 677 A - Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, das oben definierte Herstellungsverfahren und die Walzenstraße sowie die Abreißvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass ein Schlupf zwischen dem Rohr und den Walzenpaaren vermieden oder die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Schlupfbewegungen zumindest deutlich reduziert wird.
- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt mit einem Herstellungsverfahren welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist bzw. mit einer Walzenstraße gemäß Patentanspruch 11.
- Es ist gemäß einem wesentlichen Aspekt des Herstellungsverfahrens vorgesehen, dass das Rohr wenigstens im Moment des Abreißens mit einer flächigen Anpresskraft belastet wird und eine ausreichende Reißkraft auf das abzureißende Rohr übertragen wird.
- Eine Walzenstraße zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Rohren aus wenigstens zwei „endlosen” metallischen Bändern, wobei die Walzenstraße mit Walzenpaaren ausgestattet ist und wenigstens eine Station zum Einbringen von Sollbruchstellen in die Bänder, einen Abschnitt zum Umformen der Bänder zum Rohr und eine aus wenigstens zwei Walzenpaaren bestehende Abreißvorrichtung für Rohre aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das in Förderrichtung des Rohres liegende zweite Walzenpaar der Abreißvorrichtung aus wenigstens zwei Walzenpaaren gebildet ist, deren Walzen mittels wenigstens zwei Transportriemen verbunden sind.
- Die Abreißvorrichtung kann selbstverständlich auch für zum Beispiel stranggepresste oder anderweitig hergestellte Rohre verwendet werden. Darauf ist der unabhängige Patentanspruch 20 ausgerichtet.
- Da gemäß diesem Vorschlag mittels der Transportriemen flächige Anpresskräfte, und damit wesentlich größere Anpresskräfte auf das Rohr übertragen werden, kann Schlupf vermieden werden. Es können demnach auch größere Reißkräfte auf das Rohr übertragen werden. Insgesamt trägt deshalb dieser Vorschlag auch dazu bei, dass die Walzenstraße mit einer größeren Geschwindigkeit sicher betrieben werden kann, was ein die Produktivität steigernder Faktor ist.
- Im Ergebnis entstehen einzelne Rohre, die an den Rohrenden keinerlei Eindellungen oder sonstige Mängel aufweisen und die deshalb ideal sind, um als Rohre in einem Wärmetauscher eingesetzt werden zu können.
- Weitere wesentliche Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, die als an dieser Stelle detailliert aufgeführt angesehen werden sollen.
- Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. Die folgende Beschreibung kann Erkenntnisse, Merk male und Vorteile enthalten, die sich später als besonders bedeutsam herausstellen können.
- Die
1 zeigt eine Walzenstraße im Prinzip mit einer Abreißvorrichtung am Ende. - Die
2 und2a zeigen eine Seitenansicht der Abreißvorrichtung gemäß der Erfindung mit vorgelagerten Walzenpaaren. - Die
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. - Die
4 zeigt ein Rohr im Querschnitt. - Die
5 zeigt ein Walzenpaar zur Herstellung von Sollbruchstellen als Perspektivansicht, als Schnittansicht und eine Einzelheit aus der Schnittansicht. - Da das gezeigte Ausführungsbeispiel sich auf dreiteilige Rohre bezieht, (
4 , zwei Wandteile a, b und ein Inneneinsatz c) kann aus der1 entnommen werden, dass drei Rollenbänder R1, R2, R3 als Ausgangsmaterial vorliegen. Es handelt sich hier um Aluminiumblech. Das Rollenband R1 ergibt das Teil a, das Rollenband R2 das Teil c und schließlich führt das Rollenband R3 zum Teil b des Flachrohres1 . Wie die Darstellung zeigt, ist dicht hinter den Rollenbändern R1, R2, R3 jeweils eine recht große Schlaufe im Band vorhanden, mittels der unterschiedliche Geschwindigkeiten oder auch Stockungen des Bandes zu kompensieren sind. Es können je nach Bedarf auch mehrere Schlaufen vorgesehen werden, was praktisch wohl auch der Fall ist. Unmittelbar am Beginn der Walzenstraße befindet sich bereits die erste Sollbruchstellen-Station S1 mit der die Sollbruchstellen in das Rollenband R2 (Teil c) eingebracht werden. Anschließend wird das Teil c mittels nicht detailliert gezeigter Walzenpaare über eine entsprechende Wegstrecke so umgeformt, dass die in4 zu erkennende Gestaltung vorliegt. An die erste Sollbruchstellen-Station S1 schließt sich also ein Abschnitt der Walzenstraße an, in dem das eine Bandmaterial umgeformt wird, um einen Teil des späteren Rohres zu bilden. Auf dieser Wegstrecke laufen die Rollenbänder R1 (Teil a) und R3 (Teil b) lediglich mit, ohne dort bereits wesentlich umgeformt zu werden. Das obere Rollenband R1 erreicht dann die zweite Sollbruchstellen-Station S2. Kurz danach liegt die dritte Sollbruchstellen-Station S3, durch die das untere Rollenband R3 läuft, um entsprechend mit Sollbruchstellen S versehen zu werden. Dann werden die Randumformungen an den Teilen a und b ausgebildet und das Teil c wird zwischen den Teilen a und b eingefädelt, was nicht detailliert erkennbar ist. Hierzu kann auf die DruckschriftDE 10-2006-029 378 A1 verwiesen werden. Etwa in diesem Abschnitt werden auch die Sollbruchstellen3 in den drei Teilen a, b, c in Übereinstimmung gebracht, wozu bekannte nicht gezeigte Mittel der Steuerungs- und Regelungstechnik zum Einsatz kommen. Dieser Abschnitt sollte, wie der Fachmann wohl erkennt, vor dem Bereich liegen, in dem die Teile a, b, c bereits miteinander verbunden bzw. in festem körperlichem Kontakt sind. Sind die Teile a, b, c im Anschluss daran zum Rohr1 vereinigt worden, liegt zunächst ein endloses Rohr1 vor, wie im Querschnitt gemäß4 gezeigt ist, von dem nun die einzelnen Rohre1 abzutrennen sind. - Die drei Sollbruchstellen-Stationen S1, S2 und S3 (
5 ) können identisch ausgebildet sein. Es kann sich allerdings auch um eine einzige Station handeln, die alle drei Stationen in sich vereinigt. In diesem Fall befinden sich die Stationen oder Vorrichtungen im Gegensatz zur vorstehenden Beschreibung alle auf etwa gleicher Höhe. Die Anzahl und die konkrete Positionierung von Sollbruchstellen-Stationen S hängt vom Einzelfall, beispielsweise von der speziellen Ausbildung des Rohres1 ab. Die Sollbruchstellen-Stationen S1, S2, S3 bestehen im Ausführungsbeispiel aus einem Walzenpaar PP. Die eine (untere) Walze P läuft vorzugsweise mit und führt das Teil a, b oder c, welches zwischen den Walzen P transportiert wird. Die andere (obere) Walze P ist mit einem vorstehenden Sollbruchstellen-Stempel SS ausgebildet. Mit Hilfe von an und für sich bekannten Mitteln der Steuerungs- und Regelungstechnik wird die andere Walze P mit dem Sollbruchstellen-Stempel SS in einer Wartestellung gehalten, in der der Sollbruchstellen-Stempel SS nicht im Eingriff ist. In dieser Stellung befindet sich der Sollbruchstellen-Stempel SS horizontal an der Walze P. Die erwähnten Mittel sorgen dann dafür, dass die Walze P schlagartig mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit bewegt wird, um in die gezeigte Aktionsstellung zu kommen, in der sich der Sollbruchstellen-Stempel SS im Engriff befindet und die Sollbruchstellen 3 hergestellt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit bzw. die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen P ist vorzugsweise höher als die Transportgeschwindigkeit des Bandes, um dafür zu sorgen, dass sich das Band nicht aufwirft. - Die
2 und2a zeigen nun ein Ausführungsbeispiel, bei dem jedes der zwei Walzenpaare WP1 und WP2 aus je zwei Walzenpaaren WP1.1 und WP1.2 bzw. WP2.1 und WP2.2 gebildet wurde. - Die im Bild oberen Walzen des zweiten Walzenpaares WP2 sind mit einem ersten Transportriemen
10 verbunden und die im Bild unteren Walzen weisen einen zweiten Transportriemen20 auf. Entsprechend wurde das erste Walzenpaar WP1 ausgestattet, wobei dort dritte und vierte Transportriemen30 und40 vorhanden sind. Oberhalb des zweiten Walzenpaares WP2 wurden zwei Exzenter60 angedeutet. Es kann sich auch um Nockenwellen oder um mit Druck aktivierbare Arbeitszylinder handeln, mit denen die Anpresskraft Ak beispielsweise im Augenblick des Abreißens des Rohres1 erhöht wird. Die Nockenwellen60 werden aufgrund von entsprechenden Impulsen aktiviert. Diese Ausbildung bietet vorteilhafte Funktionen an. So können zum einen höhere Reißkräfte Rk übertragen werden, weil die flächige Auflagefläche am Rohr1 wesentlich größer ist. Zum anderen können auch die flächigen Anpresskräfte leichter erhöht werden, da die wenigstens gering elastischen oberen und unteren Transportriemen20 ,30 mit einfachen Mitteln zwischen den Walzen aneinander gedrückt werden können. - Mit den vorstehend beschriebenen Mitteln kann wenigstens im Moment des Abreißens des Rohres
1 eine ausreichende flächige Anpresskraft Ak und mittels der Reibung zwischen Transportriemen10 ,20 und Rohr auch eine Reißkraft Rk auf das Rohr1 übertragen werden. - In einem nicht gezeigten aber gegenwärtig sogar bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erwähnten Mittel (Exzenter
60 oder dergleichen) nicht vorhanden, dass heißt, es wird eine ausreichend große, im Wesentlichen jedoch statische flächige Anpresskraft Ak ständig übertragen. Die flächige Anpresskraft Ak kann mittels einer Spindel oder dergleichen eingestellt werden. Sie wirkt also – im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel – ständig und nicht nur im Moment des Abreißens. Sie muss hinsichtlich ihrer Größe fein abgestimmt sein mit der Anpresskraft im ersten Walzenpaar WP1. Das heißt auch, dass in diesen nicht gezeigten Ausführungen der in den2 und3 erkennbare Abstand a zwischen dem oberen und unteren Transportriemen10 und20 nicht vorhanden sein muss. Daraus folgt ferner, dass das zweite Walzenpaar WP2 bzw. dessen (nicht gezeigter) Antriebsmotor, im Augenblick des Abreißens einen Drehbeschleunigungsimpuls erhält, um die Reißkraft Rk zu erzeugen und mittels der erwähnten Reibung zu übertragen. Dazu ist ein (nicht gezeigter) Sensor vorhanden, der eine zwischen den Walzenpaaren WP1 und WP2 befindliche Sollbruchstellen S erkennt und einen entsprechenden Drehbeschleunigungsimpuls im Antriebsmotor des zweiten Walzenpaares WP2 auslöst. - Die
2a stellt eine Ausschnittsvergrößerung der2 dar, aus der erkennbar sein soll, dass es von Vorteil ist, an der Innenseite der Transportriemen10 ,20 ,30 ,40 , eine Reihe von Rollen70 anzuordnen, die die Gleichmäßigkeit der Übertragung der flächigen Anpresskraft Ak auf das Rohr1 verbessern. Von den Rollen70 sind in der2a lediglich ihre oberen bzw. unteren Umfangsabschnitte sichtbar. In der2a wurde auch eine mögliche Abreißzone Rz markiert, in der das vorschlagsgemäße Abreißen stattfinden soll. - Die Walzen können auch nach Art von Zahnrädern oder mit geriffelter Oberfläche ausgebildet werden. Die Innenseite der Transportriemen
10 ,20 ,30 ,40 kann dann eine mit den Zähnen bzw. mit der Riffelung korrespondierende Struktur aufweisen. Dadurch wird eine bessere Kraftübertragung von den Walzen auf die Transportriemen erreicht. Ferner sind – wie erwähnt – auch geeignete Antriebseinheiten, Servomotoren oder dergleichen, für die Walzen vorhanden, die jedoch nicht abgebildet wurden. - Die Reißkraft wird mittels des zweiten Walzenpaares WP2 erzeugt, denn von der im Bild rechten Seite kommt das fertige Rohr an. Die Drehgeschwindigkeit V2 des zweiten Walzenpaares kann wie erwähnt auch entsprechend geregelt werden. Um die Reißkraft Rk zu erzeugen, muss sie höher sein als die Drehgeschwindigkeit V1 im ersten Walzenpaar. Die einzelnen Rohre
1 werden zwischen den Walzenpaaren WP1 und WP2 an der augenblicklich dort befindlichen Sollbruchstelle S abgerissen. Die Sollbruchstellen S sind hier Kerben in den Bändern, wobei jedoch auch Perforationen dieselben Wirkungen zulassen. Die Reißkraft Rk wirkt erkennbar etwa in Längsrichtung des Rohres1 , wohingegen die flächig aufgebrachte Anpresskraft Ak etwa senkrecht dazu wirkt, beispielsweise bei dem Rohr gemäß4 senkrecht auf die beiden Wandteile a und b. Da das Rohr einen Inneneinsatz c aufweist, ist es auch stabil genug, hohe Anpresskräfte ohne Beeinträchtigung aufzunehmen. Da die Anpresskraft recht großflächig aufgebracht wird, können auch weniger stabile Rohre auf vorgeschlagener Art und Weise sauber abgerissen werden. - Die
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, in dem lediglich das zweite Walzenpaar WP2 wie beschrieben ausgebildet wurde. Das erste Walzenpaar WP1 kann ein einfaches Walzenpaar sein. Die Oberflächen der Walzen können gummiert ausgebildet sein. In der3 wurden nur wenige Bezugszeichen verwendet, weil die gezeigten Elemente denen in den2 bzw.2a entsprechen. Der in der3 zu sehende größere Abstand zwischen den Walzenpaaren WP1 und WP2 ist eigentlich nicht beabsichtigt sondern eher der zeichnerischen Darstellung geschuldet.
Claims (20)
- Herstellungsverfahren für Rohre (
1 ), beispielsweise zum Einsatz in Wärmetauschern, aus wenigstens einem metallischen Band auf einer Walzenstraße, wobei das Band auf einer Walzenstraße mit Sollbruchstellen versehen, umgeformt, zum Rohr zusammengeführt und schließlich die Rohre an den Sollbruchstellen zwischen zwei eine Geschwindigkeitsdifferenz aufweisenden Walzenpaaren abgerissen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr wenigstens im Moment des Abreißens mit einer flächigen Anpresskraft (Ak) belastet wird und eine ausreichende Reißkraft (Rk) auf das abzureißende Rohr übertragen wird. - Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Anpresskraft (Ak) auf das Rohr zwischen zwei Transportriemen (
10 ,20 ) ausgeübt wird, zwischen denen das Rohr transportiert wird. - Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reißkraft (Rk) aufgrund der Reibung zwischen den zwei Transportriemen und dem Rohr übertragen wird.
- Herstellungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Transportriemen auf das Rohr zu bewegt wird.
- Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (Ak) wenigstens des zweiten Walzenpaares (WP2) geregelt wird.
- Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (Ak) im Augenblick des Reißens erhöht wird.
- Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine etwa statische oder ständige flächige Anpresskraft (Ak) auf das Rohr ausgeübt wird.
- Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsdifferenz lediglich im Augenblick des Abreißens erzeugt wird, indem ein Drehbeschleunigungsimpuls an einen Antriebsmotor des zweiten Walzenpaares (WP2) übertragen wird.
- Herstellungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (
1 ) aus zwei oder aus drei einzelnen „endlosen” metallischen Bändern (a, b, c) hergestellt wird. - Herstellungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportriemen mittels Stützrollen (
70 ) abgestützt wird, um die Gleichmäßigkeit der Übertragung der flächigen Anpresskraft (Ak) zu verbessern. - Walzenstraße zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, zur Herstellung von Rohren (
1 ) aus wenigstens zwei „endlosen” metallischen Bändern, wobei die Walzenstraße mit Walzenpaaren ausgestattet ist und wenigstens eine Station (S) zum Einbringen von Sollbruchstellen in die Bänder, einen Abschnitt zum Umformen (U) der Bänder zum Rohr (1 ) und eine aus wenigstens zwei Walzenpaaren (WP1, WP2) bestehende Abreißvorrichtung (A) für Rohre (1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das in Förderrichtung des Rohres liegende zweite Walzenpaar (WP2) der Abreißvorrichtung (A) aus wenigstens zwei Walzenpaaren (WP2.1, WP2.2) gebildet ist, deren Walzen mittels wenigstens einem ersten und einem zweiten Transportriemen (10 ,20 ) verbunden sind. - Walzenstraße nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Walzenpaaren (WP2.1, WP2.2) Stützrollen (
70 ) für den Transportriemen angeordnet sind. - Walzenstraße nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass auch das erste Walzenpaar (WP1) aus wenigstens zwei Walzenpaaren (WP1.1; WP1.2) besteht.
- Walzenstraße nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen des ersten Walzenpaares (WP1) mit einem dritten und einem vierten Transportriemen (
30 ,40 ) verbunden sind. - Walzenstraße nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walze eine Oberflächenriffelung aufweist, wobei die Innenseite der Transportriemen (
10 ,20 ,30 ,40 ) eine mit der Riffelung korrespondierende Struktur besitzt. - Walzenstraße nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Außenseite der Transportriemen derart gewählt wird, dass mittels einer ausreichenden Reibung zwischen dem Rohr und den Transportriemen das Rohr transportiert und Zugkräfte auf das Rohr übertragbar sind.
- Walzenstraße nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportriemen mit einer flächigen Anpresskraft belastet sind.
- Walzenstraße nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Anpresskraft (Ak) entweder statisch ist oder dynamisch an- und abschwillt.
- Walzenstraße nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer statischen oder ständigen flächigen Anpresskraft ein Sensor zum Erkennen von zwischen den Walzenpaaren (WP1, WP2) befindliche Sollbruchstellen (S) vorgesehen ist und dass ein Antriebsmotor des zweiten Walzenpaares (WP2) aufgrund eines Drehbeschleunigungsimpulses die Reißkraft (Rk) erzeugt.
- Abreißvorrichtung mit wenigstens zwei Walzenpaaren als Bestandteil einer Walzenpaare aufweisenden Walzenstraße für die Herstellung metallischer Rohre, welche mit Sollbruchstellen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das in Förderrichtung des Rohres liegende zweite Walzenpaar (WP2) der Abreißvorrichtung aus wenigstens zwei Walzenpaaren (WP2.1, WP2.2) gebildet ist, deren Walzen mittels wenigstens einem ersten und einem zweiten Transportriemen (
10 ,20 ) verbunden sind.
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