DE102013012651A1

DE102013012651A1 - Schneideinrichtung und Verfahren zum Längsschneiden eines endlosen Metallstreifens sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von längsseitig verbundenen Rohren mit bzw. unter Verwendung einer derartigen Schneideeinrichtung

Info

Publication number: DE102013012651A1
Application number: DE102013012651.7A
Authority: DE
Inventors: Norbert Aplienz
Original assignee: ARUP ALU-ROHR und PROFIL GmbH; ARUP Alu Rohr und Profil GmbH
Current assignee: ARUP ALU-ROHR und PROFIL GmbH; ARUP Alu Rohr und Profil GmbH
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-02-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schneideinrichtung (5) zum kontinuierlichen Längsschneiden eines endlosen Metallbandes (4) in einzelne, endlose Metallstreifen (14a; 14b), aufweisend in eine Förderrichtung (2) einander nachgeordnet Verformungsmittel zum Einbringen von zumindest zwei Längssicken (15) in das Metallband (4) mit zwei in gegenläufige Drehrichtungen antreibbaren Sickenrollen (16a; 16b), deren Sickenrollenmantelflächen (17) zueinander korrespondierende, radial umlaufende Sickenkonturen (18; 19) zur Erzeugung der Längssicken (15) aufweisen, Schneidmittel zum Längsteilen des Metallbandes (4) entlang von Schnittlinien in zumindest zwei Metallstreifen (14a; 14b), Führungsmittel zum Führen von zumindest einem der Metallstreifen (14a; 14b), wobei die Führungsmittel zwei drehbar gelagerte Führungsrollen (36a; 36b) aufweisen deren Führungsrollenmantelflächen (37) radial umlaufende, zu den Längssicken (15) korrespondierende Sickenkonturen (38; 39) aufweisen, aufweist, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von längsseitig verbundenen Rohren mit bzw. unter Verwendung einer derartigen Schneideinrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneideinrichtung und ein Verfahren zum Längsschneiden eines endlosen Metallstreifens in einzelne Endlosstreifen, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von längsseitig verbundenen bzw. verschlossenen, insbesondere verschweißten Rohren, insbesondere Flachrohren, mit bzw. unter Verwendung einer derartigen Schneideinrichtung.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von längsseitig verschweißten Rohren, insbesondere Flachrohren, für Wärmetauscher sind beispielsweise aus der DE 10 2006 019 823 A1 bekannt. Die Vorrichtung der DE 10 2006 019 823 A1 weist eine Bevorratungseinrichtung für einen endlosen Metallstreifen, eine der Bevorratungseinrichtung nachgeordnete Prägeeinrichtung zum zumindest abschnittsweisen Prägen des Metallstreifens, mehrere, in Bezug zu einer Förderrichtung des Metallstreifens hintereinander angeordnete Biegeeinrichtungen zum Rollbiegen des endlosen Metallstreifens zu einem längsgeschlitzten Endlosrohr mit zwei sich gegenüberliegenden Stoßkanten, eine Schweißeinrichtung zum Verschweißen der beiden Stoßkanten, sowie eine Trenneinrichtung zum Trennen des längsseitig verschweißten Endlosrohres in einzelne Rohre vorbestimmter Länge auf. Die Breite des Metallstreifens wird dabei je nach den gewünschten Abmessungen der herzustellenden Rohre gewählt.
Um Metallstreifen mit der benötigten Breite zu erhalten, ist es bekannt, ein relativ breites, endloses Metallband mittels Schneiderollen zu schneiden. Dazu wird das Metallband kontinuierlich von einer Rolle abgewickelt und mittels einer oberen und einer unteren Schneidrolle in mehrere, z. B. drei, einzelne, endlose Metallstreifen längsgeteilt. Das Schneiden erfolgt mittels Abscheren. Nach dem Schneiden werden der oder die mittleren Metallstreifen auf eine Vorratsrolle aufgewickelt. Die beiden äußeren Metallstreifen sind meist Abfall und werden abgeführt. Es ist zudem bekannt, einen der Metallstreifen direkt mittels Rollverformung weiter zu verarbeiten, z. B. zu einem Sprossenhohlprofil (siehe DE 40 30 335 A1 ). Beim Schneiden wird das Metallband üblicherweise an seinen beiden Außen- bzw. Längskanten geführt. Dabei ist die genaue Führung des Metallbandes oft schwierig. Eine ungenaue Führung des Metallbandes beim Schneiden führt aber zum Verlaufen des Metallbandes und dadurch zu einem schlechten Schnitt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Schneideinrichtung und eines Verfahrens zum kontinuierlichen Längsschneiden eines endlosen Metallbandes in einzelne, endlose Metallstreifen, mit der bzw. mit dem auf einfache Art und Weise eine genaue Führung des Metallbandes beim Schneiden gewährleistet wird.
Weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von längsseitig verbundenen, insbesondere verschweißten, Rohren, mittels Rollverformung aus einem Metallstreifen mit bzw. unter Verwendung einer derartigen Schneideinrichtung.
Diese Aufgaben werden durch eine Schneideinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9, eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 8 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung in einer Seitenansicht
2: Eine vereinfachte, perspektivische Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung
3: Eine schematische Seitenansicht von zwei Schneidrollen der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 (1) weist jeweils in einer, bevorzugt horizontalen, Förderrichtung 2 einander nachgeordnet eine Bevorratungseinrichtung 3 für ein endloses Metallband bzw. metallisches Endlosflachbandmaterial 4, die erfindungsgemäße Schneideinrichtung 5, vorzugsweise eine Proflierungseinrichtung 6, eine Rollbiegeeinrichtung 7, eine Verbindungseinrichtung 8 und eine Trenneinrichtung 9 auf.
Die Bevorratungseinrichtung 3 ist z. B. ein Bandspeicher und weist zumindest eine Vorratsrolle (Coil) 10 auf, von der das zweckmäßigerweise ein- oder beidseitig lotplattierte, Metallband 4 im Wesentlichen kontinuierlich abgewickelt wird. Das Metallband 4 weist dabei zweckmäßigerweise eine Banddicke von 0,05 bis 1,5 mm, bevorzugt 0,1 bis 0,3 mm auf. Außerdem weist das Metallband 4 vorzugsweise eine Bandbreite von 200 bis 300 mm auf. Zudem besteht das Metallband 4 vorzugsweise aus Aluminium und/oder Kupfer und/oder Stahl. Außerdem weist das Metallband 4 zwei einander gegenüberliegende Bandoberflächen bzw. Bandbreitseiten 11a; 11b und zwei seitliche Bandlängskanten 12 auf. Die Führung des Metallbandes 4 in Förderrichtung 2 erfolgt Zweckmäßigerweise so, dass das ebenflächige Metallband 4 horizontal ausgerichtet ist. Das heißt, die beiden Bandoberflächen 11a; 11b sind horizontal ausgerichtet. Und die Bandlängskanten 12 sind parallel zur Förderrichtung 2.
Die Bevorratungseinrichtung 3 weist außerdem vorzugsweise in an sich bekannter Weise in Förderrichtung 2 der Vorratsrolle 10 nachgeordnet mehrere tanzende Rollen 13 auf, die jeweils in Förderrichtung 2 hintereinander und vertikal zueinander versetzt angeordnet sind und unabhängig voneinander in vertikaler Richtung beweglich sind, so dass sie eine variable Länge des Metallbandes 4 einspannen können. Von den tanzenden Rollen 13 wird das Metallband 4 dann weiter zur erfindungsgemäßen Schneideinrichtung 5 gefördert.
Die Schneideinrichtung 5 dient zum kontinuierlichen Längsschneiden bzw. Längsteilen bzw. Längsspalten des endlosen Metallbandes 4 in zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, einzelne, endlose Metallstreifen 14a; 14b. Längsschneiden bzw. Längsteilen bzw. Längsspalten bedeutet, dass die Schnittlinien entlang derer das Metallband 4 geschnitten wird parallel zu den Bandlängskanten 12 sind. Die Schneideinrichtung 5 weist in Förderrichtung 2 einander nachgeordnet Mittel zum Einbringen von zumindest zwei Längssicken 15 in das Metallband 4, Schneidmittel zum Längsschneiden des Metallbandes 4 in die einzelnen Metallstreifen 14a; 14b sowie Führungsmittel zum Führen der geschnittenen Metallstreifen 14a; 14b und vorzugsweise Glättungsmittel zum Zurückdrücken der Längssicken 15 und Glätten bzw. Ebnen der Metallstreifen 14a; 14b auf.
Die Mittel zum Einbringen der Längssicken 15 (1, 2) weisen zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete, drehbar gelagerte, an sich bekannte Sickenrollen 16a; 16b auf, deren Drehachsen horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 2 ausgerichtet sind. Längssicken 15 sind Sicken, die sich in Längsrichtung des Metallbandes 4 erstrecken, also parallel zur Förderrichtung 2 bzw. parallel zu den Bandlängskanten 12. Zwischen den beiden Sickenrollen 16a; 16b wird das Metallband 4 zum Einbringen der Längssicken 15 in Förderrichtung 2 durchgeführt. Die Längssicken 15 werden also mittels Rollverformung eingebracht. Die Sickenrollen 16a; 16b sind dazu in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar bzw. angetrieben und weisen entsprechend profilierte Sickenrollenmantelflächen 17 auf. Die Sickenrollen 16a; 16b stehen jeweils mit einer Antriebseinrichtung in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar in Verbindung. Die Sickenrollenmantelflächen 17 weisen in an sich bekannter Weise jeweils die positiven bzw. negativen Sickenkonturen der in das Metallband 4 einzubringenden Längssicken 15 auf. Insbesondere weist die eine, z. B. die obere, Sickenrolle 16a entsprechend der Anzahl der einzubringenden Längssicken 15 mehrere positive, konvexe bzw. hervorstehende, erhabene, radial umlaufende Wulste bzw. Wölbungen 18 auf. Die andere, z. B. die untere, Sickenrolle 16b weist in vertikaler Richtung fluchtend bzw. gegenüberliegend zu den Wölbungen 18 korrespondierende negative, konkave, also nach einwärts gewölbte, radial umlaufende Rillen 19 auf. Im Rahmen der Erfindung liegt es dabei aber auch, dass Längssicken 15 erzeugt werden, die wechselseitig vorstehen. Das heißt, eine Sickenrolle 16a; 16b kann sowohl Rillen 19 als auch Wölbungen 18 aufweisen. Die Längssicken 15 werden dabei zumindest derart eingebracht, dass nach dem Längsschneiden Längssicken 15 in den mittleren Metallstreifen 14a vorhanden sind. Vorzugsweise werden die Längssicken 15 derart eingebracht, dass jeder mittlere Metallstreifen 14a jeweils zumindest zwei Längssicken 15 aufweist. Die Längssicken 15 werden also so eingebracht, dass zumindest zwei Längssicken 15 zwischen jeweils zwei Schnittlinien liegen.
Nach dem Einbringen der Längssicken 15 in das Metallband 4 wird dieses in Förderrichtung 2 zu den Schneidmitteln gefördert. Die Schneidmittel (1–3) weisen zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete, drehbar gelagerte, Schneidrollen 20a; 20b auf, deren Drehachsen 21a; 21b horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 2 ausgerichtet sind. Zwischen den beiden Schneidrollen wird das Metallband 4 zum Schneiden in Förderrichtung 2 durchgeführt. Die beiden Schneidrollen 20a; 20b sind in gegenläufige Drehrichtungen um die Drehachsen 21a; 21b antreibbar bzw. angetrieben. Die Schneidrollen 20a; 20b stehen jeweils mit einer Antriebseinrichtung in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar in Verbindung. Die obere Schneidrolle 20a weist eine mittige, zylindrische Schneidrollenmantelfläche 22 auf, deren Breite, also deren Erstreckung parallel zur Drehachse 21a, der Breite des aus dem Metallband 4 heraus zu schneidenden mittleren Metallstreifens 14a entspricht. Auch die Schneidrollen 20a; 20b weisen zudem zu den Längssicken 15 korrespondierende Sickenkonturen auf. Insbesondere weist die mittige Schneidrollenmantelfläche 22 analog zur oberen Sickenrolle 16a radial umlaufende Wölbungen 23 auf. Diese greifen formschlüssig in die Längssicken 15 ein und dienen so zur Führung des Metallbandes 4 während des Schneidvorgangs. An die mittige Schneidrollenmantelfläche 22 schließen sich beidseits zwei ebenfalls zylindrische, seitliche Schneidrollenmantelflächen 24 an, die einen größeren Durchmesser als die mittige Schneidrollenmantelfläche 22 aufweisen. Die mittige Schneidrollenmantelfläche 22 und die seitliche Schneidrollenmantelfläche 24 gehen somit jeweils über einen Stufenabsatz mit einer ebenen, ringförmigen Absatzfläche 27 ineinander über. Die Absatzfläche 27 und die seitliche Schneidrollenmantelfläche 24 gehen zudem über eine erste, radial umlaufende Schneidkante 25 ineinander über.
Vorzugsweise ist die obere Schneidrolle 20a dabei modulartig aufgebaut und besteht aus mehreren aneinander liegenden Scheiben 26a; 26b; 26c; 26d. Beispielsweise weist die obere Schneidrolle 20a zwei Sickenscheiben 26a auf, die die Wölbungen 23 aufweisen. Zudem werden die seitlichen Schneidrollenmantelflächen 24 durch zwei Schneidscheiben 26b gebildet, welche aus zumindest oberflächlich gehärtetem, verschleißfestem Material bestehen. Auch sind vorzugsweise zwei Stützscheiben 26c vorhanden, welche sich beidseits an die Schneidscheiben 26b anschließen. Die Stützscheiben 26c haben vorzugsweise einen geringeren Außendurchmesser als die Schneidscheiben 26b. Außerdem sind Ausgleichsscheiben 26d vorhanden, mit welchen die Breite der Schneidrolle 20a, insbesondere der mittigen Schneidrollenmantelfläche 22 flexibel anpassbar ist. Um den Schneidvorgang zu unterstützen, können zudem die Schneidscheiben 26b mit Druck beaufschlagt werden. Die einzelnen Scheiben 26a; 26b; 26c; 26d sind miteinander fest, aber lösbar verbunden, insbesondere verschraubt. Aufgrund des Mehrscheibenaufbaus kann die obere Schneidrolle 20a flexibel an die gewünschte Schneidbreite angepasst werden.
Die untere Schneidrolle 20b weist einen zur oberen Schneidrolle 20a korrespondierenden Aufbau auf. Die untere Schneidrolle 20b weist ebenfalls eine mittige, zylindrische Schneidrollenmantelfläche 28 auf. Die Breite der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 der unteren Schneidrolle 20b ist dabei geringfügig geringer als die Breite der mittigen Schneidrollenmantelfläche 22 der oberen Schneidrolle 20a. Die mittigen Schneidrollenmantelflächen 22; 28 sind in vertikaler bzw. radialer Richtung zueinander fluchtend angeordnet. Der Durchmesser der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 der unteren Schneidrolle 20b entspricht dem Durchmesser der seitlichen Schneidrollenmantelflächen 24 der oberen Schneidrolle 20a. Die mittige Schneidrollenmantelfläche 28 weist zudem analog zur unteren Sickenrolle 16b radial umlaufende Rillen 29 auf. In diese greifen die Längssicken 15 formschlüssig ein. Die Rillen 29 dienen somit zusammen mit den Wölbungen 23 zur Führung des Metallbandes 4 während des Schneidens. Eine Rille 29 ist dazu jeweils vertikal bzw. radial fluchtend zu einer Wölbung 23 angeordnet. Eine Längssicke 15 ist damit formschlüssig zwischen jeweils einer Wölbung 23 und einer Rille 29 angeordnet. Zwei zueinander korrespondierende Sickenkonturen, also eine positive und eine negative Sickenkontur (Wölbung 23 und Rille 29), stehen somit jeweils mit einer Längssicke 15 diese umschließend und führend in Eingriff. An die mittige Schneidrollenmantelfläche 28 schließen sich beidseits zwei ebenfalls zylindrische, seitliche Schneidrollenmantelflächen 30 an, die einen geringeren Durchmesser als die mittige Schneidrollenmantelfläche 28 aufweisen. Dadurch wird im Übergang von der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 zur seitlichen Schneidrollenmantelfläche 30 jeweils ein Stufenabsatz mit einer ebenen, ringförmigen Absatzfläche 33 gebildet. Die Absatzfläche 33 und die mittige Schneidrollenmantelfläche 28 gehen über eine zweite, radial umlaufende zweite Schneidkante 31 ineinander über. Der Durchmesser der seitlichen Schneidrollenmantelflächen 30 der unteren Schneidrolle 20b entspricht zudem dem Durchmesser der mittigen Schneidrollenmantelfläche 22 der oberen Schneidrolle 20a.
Vorzugsweise ist die untere Schneidrolle 20b ebenfalls modulartig aufgebaut und besteht aus mehreren aneinander liegenden Scheiben 32a; 32b; 32c. Beispielsweise weist die untere Schneidrolle 20b ebenfalls zwei Sickenscheiben 32a auf, die die Rillen 29 aufweisen. Zudem wird die mittige Schneidrollenmantelfläche 28 an ihren seitlichen Enden durch Schneidscheiben 32b gebildet, welche aus zumindest oberflächlich gehärtetem, verschleißfestem Material bestehen. Auch sind vorzugsweise zwei Stützscheiben 32c vorhanden, welche sich beidseits an die Schneidscheiben 32b anschließen. Die Stützscheiben 32c weisen jeweils die seitliche Schneidrollenmantelfläche 30 auf. Außerdem sind Ausgleichsscheiben 32d vorhanden, mit welchen die Breite der Schneidrolle 20b, insbesondere der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 flexibel anpassbar ist. Um den Schneidvorgang zu unterstützen, können wiederum die Schneidscheiben 32b mit Druck beaufschlagt werden. Die einzelnen Scheiben 32a; 32b; 32c; 32d sind miteinander fest, aber lösbar verbunden, insbesondere verschraubt.
Wie bereits erläutert, wird das Metallband 4 zum Längsschneiden zwischen den beiden Schneidrollen 20a; 20b durchgeführt. Die beiden Schneidrollen 20a; 20b greifen derart ineinander, dass das Metallband 4 von den beiden Schneidkanten 25; 31 der sich gegenüberliegenden Schneidrollen 20a; 20b jeweils entlang einer sich parallel zur Förderrichtung 2 bzw. parallel zu den Bandlängskanten 12 erstreckenden Schnittlinie abgeschert bzw. geschnitten wird. Die beiden Schneidrollen 20a; 20b kämmen ineinander. Insbesondere ist der Bereich der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 der unteren Schneidrolle 20b zwischen den beiden Absatzflächen 27 der oberen Schneidrolle 20a angeordnet. Zwischen den beiden Absatzflächen 27 der oberen Schneidrolle 20a wird also eine Aufnahme 34 für den Bereich der mittigen Schneidrollenmantelfläche 28 der unteren Schneidrolle 20b gebildet. Mit den dargestellten Schneidrollen 20a; 20b wird insgesamt entlang von zwei Schnittlinien geschnitten und somit drei einzelne, endlose, sich parallel zur Förderrichtung 2 erstreckende Metallstreifen 14a; b aus dem Metallband 4 heraus geschnitten. Der mittlere Metallstreifen 14a weist dabei die beiden Längssicken 15 auf. Die beiden äußeren Metallstreifen 14b weisen vorzugsweise keine Längssicken 15 auf. Es wird in jedem Fall derart geschnitten, dass die Schnittlinien nicht im Bereich der Längssicken 15 liegen. Dadurch stehen diese zur Führung der Metallstreifen 14a; 14b nach dem Schneiden zur Verfügung. Zudem weisen die Metallstreifen 14a; 14b jeweils zwei sich gegenüberliegende Streifenlängskanten 46 und zwei sich gegenüberliegende Streifenoberflächen bzw. Streifenbreitseiten 47a; 47b auf. Die Streifenlängskanten 46 des mittleren Metallstreifens 14a werden entlang der Schnittlinien gebildet. Sie stellen somit Schnittkanten dar. Bei den beiden äußeren Metallstreifen 14b wird jeweils eine Streifenlängskante 46 durch eine Bandlängskante 12 gebildet, bei der anderen handelt es sich um eine Schnittkante. Die Metallstreifen 14a; 14b weisen vorzugsweise eine Breite von 20 bis 280 mm auf. Sie können dabei unterschiedlich breit sein.
Da die untere Schneiderolle 20b in die obere Schneiderolle 20a eintaucht (siehe 3) werden die beiden äußeren Metallstreifen 14b nach dem Schneiden nach unten gedrückt und als Abfallprodukte abgeführt. Hingegen wird der mittlere Metallstreifen 14a nach dem Schneiden in Förderrichtung 2 weiter zu den Führungsmitteln gefördert.
Die dargestellten Schneidrollen 20a; 20b sind dabei lediglich beispielhaft. Selbstverständlich können diese in an sich bekannter Weise auch derart gestaltet bzw. konturiert sein, dass mehr als zwei Schnittlinien erzeugt werden und somit mehrere mittlere Metallstreifen 14a gebildet werden.
Alternativ oder zusätzlich zu den beiden Schneidrollen 20a; 20b können die Schneidmittel zudem auch eine Ultraschalleinheit 35 zum Schneiden des Metallbandes 4 mittels Ultraschall aufweisen.
Des Weiteren kann das Längsschneiden auch mittels Laser und/oder Wasserstrahl erfolgen.
Wie bereits erläutert, werden zumindest der oder die mittleren Metallstreifen 14a nach dem Schneiden in Förderrichtung 2 zu den Führungsmitteln gefördert. Die Führungsmittel (1, 2) weisen zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete, drehbar gelagerte, Führungsrollen 36a; 36b auf, deren Drehachsen horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 2 ausgerichtet sind. Zwischen den beiden Führungsrollen 36a; 36b werden der oder die mittleren Metallstreifen 14a in Förderrichtung 2 durchgeführt. Die beiden Führungsrollen 36a; 36b sind vorzugsweise in gegenläufige Drehrichtungen um ihre Drehachsen antreibbar bzw. angetrieben. Die Führungsrollen 36a; 36b stehen jeweils mit einer Antriebseinrichtung in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar in Verbindung. Zudem weisen die beiden Führungsrollen 36a; 36b jeweils eine Führungsrollenmantelfläche 37 auf. Zur Führung des oder der mittleren Metallstreifen 14a weisen die Führungsrollenmantelflächen 37 zudem zu den Längssicken 15 korrespondierende Sickenkonturen auf. Insbesondere weist die Führungsrollenmantelfläche 37 der oberen Führungsrolle 36a analog zur oberen Sickenrolle 16a radial umlaufende Wölbungen 38 auf, die in die Längssicken 15 des oder der mittleren Metallstreifen 14a formschlüssig eingreifen. Die Führungsrollenmantelfläche 37 der unteren Führungsrolle 36b weist analog zur unteren Sickenrolle 16b radial umlaufende Rillen 39 auf. In diese greifen die Längssicken 15 formschlüssig des oder der mittleren Metallstreifen 14a ein. Die Rillen 39 umgreifen die Längssicken 15 somit formschlüssig. Die Wölbungen 38 und die Rillen 39 dienen so ebenfalls zur Führung des Metallbandes 4. Insbesondere sorgen sie zusammen mit den Wölbungen 23 bzw. Rillen 29 der Schneidrollen 20a; 20b sowie den Sickenrollen 16a; 16b und deren Wölbungen 18 bzw. Rillen 19 für eine sehr genaue Führung des Metallbandes 4 beim Schneiden. Zwei zueinander korrespondierende Sickenkonturen, also eine positive und eine negative Sickenkontur (Wölbung 38 und Rille 39) stehen somit jeweils mit einer Längssicke 15 diese umschließend und führend in Eingriff. Dadurch, dass jeder mittlere Metallstreifen 14a zumindest zwei Längssicken 15 aufweist, wird eine sehr genaue Führung ohne Verkanten gewährleistet.
Von den Führungsmitteln werden der oder die mittleren Metallstreifen 14a in Förderrichtung 2 zu den vorzugsweise vorhandenen Glättungsmitteln gefördert. Die Glättungsmittel dienen dazu, die Längssicken 15 wieder zurück zu drücken, so dass der Metallstreifen 14a keine Längssicken 15 mehr aufweist, sondern vollkommen ebenflächig ausgebildet ist. Dadurch kann der Metallstreifen 14a zur Herstellung beliebiger Rohre verwendet werden. Der Metallstreifen 14a wird also von den Glättungsmitteln geglättet bzw. geebnet. Dazu weisen die Glättungsmittel zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete, drehbar gelagerte, Glättrollen 40a; 40b auf, deren Drehachsen horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 2 ausgerichtet sind. Zwischen den beiden Glättrollen 40a; 40b wird der mittlere Metallstreifen 14a in Förderrichtung 2 durchgeführt. Die beiden Glättrollen 40a; 40b sind vorzugsweise in gegenläufige Drehrichtungen mittels Antriebsmitteln antreibbar bzw. angetrieben. Die Glättrollen 40a; 40b stehen jeweils mit einer Antriebseinrichtung in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar in Verbindung. Zudem weisen die beiden Glättrollen 40a; 40b jeweils eine zylindrische, glatte Glättrollenmantelfläche 41 auf.
Wie bereits erläutert schließt sich an die Glättungsmittel vorzugsweise die Profilierungseinrichtung 6 an. In diese wird einer der mittleren Metallstreifen 14a eingeführt. Die zweckmäßigerweise vorhandene Profilierungseinrichtung 6 dient zum Einbringen von Sicken und/oder Turbulenz erzeugenden, z. B. napfförmigen Vertiefungen (Dimpeln) oder dergleichen in den Metallstreifen 14a. Das Einbringen erfolgt z. B. in an sich bekannter Weise mittels Rollverformung mit zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordneten, drehbar gelagerten Profilierungsrollen 42a; 42b, deren Drehachsen horizontal und senkrecht zur Förderrichtung 2 ausgerichtet sind und zwischen denen der Metallstreifen 14a zum Profilieren durchgeführt wird. Die Profilierungsrollen 42a; 42b sind dazu in gegenläufige Drehrichtungen antreibbar und weisen entsprechend profilierte Rollenmantelflächen auf. Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der beiden Profilierungsrollen 42a; 42b um einen begrenzten Betrag in vertikaler Richtung verschieblich und antreibbar gelagert, so dass je nach Stellung der Profilierungsrolle 42a bzw. 42b der Metallstreifen 14a beim Durchführen zwischen den Profilierungsrollen 42a; 42b profiliert wird oder nicht.
Von der Profilierungseinrichtung 6 wird der Metallstreifen 14a zur Biegeeinrichtung 7 gefördert. Die an sich bekannte Biegeeinrichtung 7 dient zum Rollbiegen bzw. zur Rollverformung des Metallstreifens 14a zu einem Endlosrohr 43 mit einer längsseitig geschlitzten Rohrwand mit zwei sich gegenüberliegenden Rohrwandlängskanten. Der Metallstreifen 14a bildet dann die Rohrwand des Endlosrohres 43. Die Biegeeinrichtung 7 weist jeweils mehrere in Förderrichtung 2 hintereinander angeordnete Paare von vertikal übereinander angeordneten Biegerollen 44a; 44b auf. Die Biegerollen 44a; 44b rollen auf Streifenoberflächen des Metallstreifens 14a ab, so dass der endlose Metallstreifen 14a sukzessive um zur Förderrichtung 2 parallele Biegeachsen gebogen wird bis die beiden Streifenlängskanten 46 sich gegenüberliegen, insbesondere fast aneinander stoßen, und die Rohrwandlängskanten bilden. Die Form, Anordnung und Anzahl der Biegerollen 44a; 44b hängt dabei von der gewünschten Querschnittsform des herzustellenden Endlosrohres 43 ab. Zweckmäßigerweise wird der Metallstreifen 14a so gebogen, dass das Endlosrohr 43 ein Endlosrundrohr oder ein Endlosflachrohr ist.
Von der Biegeeinrichtung 7 wird das Endlosrohr 43 zur Verbindungseinrichtung 8 gefördert. Die Verbindungseinrichtung 8 dient zum Verbinden der aneinander stoßenden Streifenlängskanten 46 miteinander. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verbindungseinrichtung 8 um eine Schweißeinrichtung, in der die aneinander stoßenden Streifenlängskanten 46 miteinander verschweißt werden. Beispielsweise kann das Schweißen durch Induktionsschweißen oder Punktschweißen oder Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) oder Metallaktivgasschweißen (MAG) erfolgen. Alternativ dazu können die aneinander stoßenden Streifenlängskanten 46 durch Löten oder Kleben miteinander verbunden werden.
Die Trenneinrichtung 9, die sich an die Verbindungseinrichtung 8 anschließt, weist zweckmäßigerweise ein Messer (nicht dargestellt) zum Schneiden des Endlosrohrs 43 entlang einer, bevorzugt vertikalen, Trennlinie auf, so dass das Endlosrohr 43 in einzelne Rohre 45, insbesondere Flachrohre, gewünschter Rohrlänge getrennt wird. Das Messer wird zum Trennen zum Beispiel um eine horizontale, zur Förderrichtung 2 parallele Achse verschwenkt oder gedreht. Zusätzlich kann das Messer, um die Vorschubbewegung des Endlosrohrs 43 auszugleichen, beim Schneidvorgang in an sich bekannter Weise ebenfalls in Förderrichtung 2 mitbewegt werden (”fliegendes Messer”). Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Messer allerdings in Förderrichtung 2 unverschieblich (”stehendes Messer”), wobei die Bewegung des Endlosrohrs 43 durch eine entsprechend in Förderrichtung 2 abgeschrägte, die Bewegung des Endlosrohrs 43 ausgleichende Form des Messers oder durch eine entsprechende Schrägstellung des Messers ausgeglichen wird. Bei den hergestellten Rohren, insbesondere den Flachrohren, handelt es sich um Wärmetauscherrohre. Sie werden also in Wärmetauscher eingebaut.
Mit der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Schneidverfahren wird auf überraschend einfache und kostengünstige Weise eine sehr genaue Führung beim Längsschneiden gewährleistet. Denn die Metallstreifen werden vor, hinter und direkt nach dem Schneidvorgang mittels der Längssicken geführt. Insbesondere die Führung auch während des Scheidens mittels der in den Schneidrollen vorhandenen Wölbungen bzw. Rillen gewährleistet eine hohe Genauigkeit. Es werden geradlinige Schnittlinien mit sehr geringen Abweichungen erzeugt. Wenn ein Metallstreifen immer zumindest zwei Längssicken aufweist, wird die Genauigkeit noch verbessert, da ein Verkanten noch besser vermieden werden kann. Das Verfahren ist dabei denkbar einfach, da das Einbringen von Sicken in Metallbänder seit langem bekannt ist. Dennoch war es nicht naheliegend. Denn es ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt, nämlich das Herausdrücken der Längssicken notwendig, um die hergestellten Metallstreifen in herkömmlicher Weise weiter verarbeiten zu können.
Besondere Vorteile hat die erfindungsgemäße Schneideinrichtung, wenn sie in die Vorrichtung zur Herstellung von Rohren integriert ist. Denn es können nicht mehr nur vorgefertigte Metallstreifen bestimmter Breite verwendet werden, sondern die Breite kann „online” flexibel angepasst werden. Dadurch kann auf Kundenwünsche schnell und einfach reagiert werden. Bei der Herstellung von gesickten Mehrkammerflachrohren ist es zudem nicht notwendig, dass die Längssicken wieder heraus gedrückt werden. Der gesickte Metallstreifen kann direkt weiter verarbeitet werden.
Auch kann die erfindungsgemäße Schneideinrichtung als komplettes Modul auf einfache Art und Weise in eine bestehende Vorrichtung integriert werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung ist, dass durch das direkte Schneiden im Fertigungsprozess die Toleranzkette deutlich kürzer ist. Dies führt zu gleichmäßigen Schweißparametern beim Fügen ohne Veränderung des Anstelldruckes der Schweißrollen und erhöht somit die Schweißqualität beträchtlich.
Im Rahmen der Erfindung liegt es dabei selbstverständlich auch, die beiden äußeren Metallstreifen nicht abzuführen, sondern ebenfalls zwischen den beiden Führungsrollen durchzuführen und anschließend zu glätten. Aufgrund der sehr genauen Führung ist dies möglich. In diesem Fall weisen die äußeren Metallstreifen ebenfalls jeweils zumindest eine, vorzugsweise zwei Längssicken, auf. Auch kann das Metallband lediglich in zwei (äußere) Metallstreifen geteilt werden. Und es kann einer der äußeren Metallstreifen direkt weiter verarbeitet werden.
Werden die geschnittenen Metallstreifen zudem nicht weiter zu Rohren verarbeitet, werden sie vorzugsweise auf Vorratsrollen aufgewickelt.
Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung Rohre, insbesondere Flachrohre, herzustellen, die eine oder mehrere innenliegende Einlagen, z. B. Turbulenzeinlagen aufweisen (siehe z. B. DE 10 2009 053 579 A1 , DE 10 2011 013 244 A1 , de 10 2011 009 825 A1 ). Dann wird die Rohrwand des Rohres, insbesondere des Flachrohres, aus einem der online geschnittenen Metallstreifen hergestellt. Des Weiteren können aber auch die Einlagen aus einem online mittels der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung geschnittenen Metallstreifen hergestellt werden. Eine Vorrichtung kann dabei auch mehrere Schneideinrichtungen aufweisen für jeden benötigten Metallstreifen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006019823 A1 [0002, 0002]
DE 4030335 A1 [0003]
DE 102009053579 A1 [0037]
DE 102011013244 A1 [0037]
DE 102011009825 A1 [0037]

Claims

Schneideinrichtung (5) zum kontinuierlichen Längsschneiden eines endlosen Metallbandes (4) in einzelne, endlose Metallstreifen (14a; 14b) aufweisend in eine Förderrichtung (2) einander nachgeordnet: a) Verformungsmittel zum Einbringen von zumindest zwei Längssicken (15) in das Metallband (4) mit zwei in gegenläufige Drehrichtungen antreibbaren Sickenrollen (16a; 16b), zwischen denen das Metallband (4) zum Einbringen der Längssicken (15) durchführbar ist, wobei Sickenrollenmantelflächen (17) der Sickenrollen (16a; 16b) zueinander korrespondierende, radial umlaufende Sickenkonturen (18; 19) zur Erzeugung der Längssicken (15) aufweisen, b) Schneidmittel zum Längsteilen des Metallbandes (4) entlang von Schnittlinien in zumindest zwei, vorzugsweise in zumindest drei, Metallstreifen (14a; 14b), c) Führungsmittel zum Führen von zumindest einem der Metallstreifen (14a; 14b), wobei die Führungsmittel zwei drehbar gelagerte Führungsrollen (36a; 36b) aufweisen, zwischen denen der oder die Metallstreifen (14a; 14b) zum Führen durchführbar ist oder sind, wobei Führungsrollenmantelflächen (37) der Führungsrollen (36a; 36b) radial umlaufende zu den Längssicken (15) korrespondierende Sickenkonturen (38; 39) aufweisen, und d) Vorzugsweise Glättungsmittel zum Zurückdrücken der Längssicken (15) und Ebnen des Metallstreifens (14a; 14b) oder der Metallstreifen (14a; 14b).
Schneideinrichtung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidmittel zwei in gegenläufige Drehrichtungen antreibbare Schneidrollen (20a; 20b) aufweisen, zwischen denen das Metallband (4) zum Schneiden durchführbar ist, wobei Schneidrollenmantelflächen (22; 28) der Schneidrollen (20a; 20b) radial umlaufende, zu den Längssicken (15) korrespondierende Sickenkonturen (23; 29) aufweisen.
Schneideinrichtung (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (20a; 20b) derart konturiert sind, dass das Metallband (4) mittels Abscheren geschnitten wird.
Schneideinrichtung (5) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (20a; 20b) modulartig aus miteinander lösbar, aber fest verbundenen Scheiben (26a; 26b; 26c; 32a; 32b; 32c) ausgebildet sind.
Schneideinrichtung (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (20a; 20b) Sickenscheiben (26a; 32a) aufweisen, welche die Sickenkonturen (23; 29) aufweisen.
Schneideinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sickenkonturen (18; 19; 23; 29; 38; 39) um radial umlaufende, vorstehende Wölbungen (18; 23; 38) und radial umlaufende Rillen (19; 29; 39) handelt.
Schneideinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättungsmittel zwei in gegenläufige Drehrichtungen antreibbare Glättrollen (40a; 40b) aufweisen, zwischen denen der oder die Metallstreifen (14a; 14b) zum Glätten durchführbar ist oder sind, wobei Glättrollenmantelflächen (41) der Glättrollen (40a; 40b) glatt sind.
Vorrichtung (1) zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren (45), vorzugsweise Flachrohren, mit einer längsseitig verbundenen, insbesondere längsseitig verschweißten, Rohrwand, die durch Rollverformung aus einem endlosen Metallstreifen (14a; 14b) hergestellt wird, wobei die Vorrichtung (1) in eine Förderrichtung (2) einander nachgeordnet aufweist: a) Eine Bevorratungseinrichtung (3) mit einem endlosen Metallband (4), b) Eine Schneideinrichtung (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Längsteilen des Metallbandes (4) in die einzelnen Metallstreifen (14a; 14b), c) Vorzugsweise eine Profilierungseinrichtung (6) zum Einbringen von Profilierungen in einen der Metallstreifen (14a; 14b) mittels Rollverformung, wobei die Profilierungseinrichtung (6) zwei in gegenläufige Drehrichtungen antreibbare Profilierungsrollen (42a; 42b) aufweist, zwischen denen der Metallstreifen (14a; 14b) zum Einbringen der Profilierungen durchführbar ist, d) Eine Biegeeinrichtung (7) zum kontinuierlichen Biegen, vorzugsweise mittels Rollverformung, des Metallstreifens (14a; 14b) zu einer Rohrwand eines Endlosrohres (43) derart, dass Streifenlängskanten (46) des Metallstreifens (14a; 14b) aneinander stoßen, e) Eine Verbindungseinrichtung (8), insbesondere einer Schweißeinrichtung, zum Verbinden der beiden Streifenlängskanten (46) miteinander, und f) Eine Trenneinrichtung (9) zum Trennen des Endlosrohrs (43) in einzelne Rohre (45) vorbestimmter Länge.
Verfahren zum kontinuierlichen Längsschneiden eines endlosen Metallbandes (4) in einzelne, endlose Metallstreifen (14a; 14b) unter Verwendung einer Schneideinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Verfahrensschritten: a) Einbringen von zumindest zwei Längssicken (15) in das Metallband (4) mittels der Sickenrollen (16a; 16b), b) Längsteilen des Metallbandes (4) entlang der Schnittlinien in zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, Metallstreifen (14a; 14b) mittels der Schneidmittel, c) Führen von zumindest einem der Metallstreifen (14a; 14b) nach der Schneideinrichtung (5) mittels der Führungsrollen (36a; 36b), wobei die Sickenkonturen (38; 39) der Führungsrollen (36a; 36b) in die Längssicken (15) formschlüssig eingreifen oder diese formschlüssig umgreifen, d) Vorzugsweise Zurückdrücken der Längssicken (15) und Ebnen des Metallstreifens (14a; 14b) oder der Metallstreifen (14a; 14b) mittels der Glättungsmittel.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) in zwei äußere Metallstreifen (14b) und zumindest einen dazwischen angeordneten mittleren Metallstreifen (14a) zerschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Längssicken (15) derart eingebracht werden, dass der oder die mittleren Metallstreifen (14a) nach dem Schneiden jeweils zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei, Längssicken (15) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Längssicken (15) derart eingebracht werden, dass alle Metallstreifen (14a; 14b) nach dem Schneiden jeweils zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei, Längssicken (15) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickenkonturen (23; 29) der Schneidrollen (20a; 20b) in die Längssicken (15) formschlüssig eingreifen oder diese formschlüssig umgreifen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) durch Abscheren mittels der Schneidrollen (20a; 20b) geschnitten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) mittels Ultraschallschneiden und/oder Laserschneiden und/oder Wasserstrahlschneiden geschnitten wird.
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren (45), vorzugsweise Flachrohren, mit einer längsseitig verbundenen, insbesondere längsseitig verschweißten, Rohrwand, die durch Rollverformung aus einem endlosen Metallstreifen (14a; 14b) hergestellt wird, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Kontinuierliches Abführen des Metallbandes (4) aus der Bevorratungseinrichtung (3), b) Schneiden des Metallbandes (4) in einzelne Metallstreifen (14a; 14b) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, c) Vorzugsweise Profilieren eines der Metallstreifen (14a; 14b) mittels der Profilierungsrollen (42a; 42b), d) Kontinuierliches Biegen des Metallstreifens (14a; 14b) mittels Rollverformung zu einer längsgeschlitzten Rohrwand eines Endlosrohrs (43) derart, dass sich Streifenlängskanten (46) des Metallstreifens (14a; 14b) gegenüberliegen, e) Verbinden, insbesondere Verschweißen, der beiden Streifenlängskanten (46) miteinander, f) Ablängen des Endlosrohres (43) entlang einer vorbestimmten Trennlinie in die einzelnen Rohre (45).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Flachrohre, insbesondere Mehrkammerflachrohre, für Wärmetauscher hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Rohre (45) mit innenliegenden Einlagen hergestellt werden, wobei die Einlagen aus einem gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15 hergestellten Metallstreifen (14a; 14b) hergestellt werden.