DE102021110492A1

DE102021110492A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Rohres

Info

Publication number: DE102021110492A1
Application number: DE102021110492.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Bittner; Benjamin Schäuble; Klaus Höferlin; Alexander ZWAHLEN
Original assignee: HAEUSLER HOLDING AG
Current assignee: HAEUSLER HOLDING AG
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2022-10-27

Abstract

Offenbart ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines doppelwandigen Rohres aus einem langen Blech, wobei das Blech mittels Profilrollen zunächst in ein Z-Profil profiliert, anschließend mit Biegerollen dem Rohrdurchmesser entsprechend rund und gleichzeitig in eine Wedel gebogen wird, sodass benachbarte Gänge der Wendel teilweise überlappen, und wobei benachbarte Gänge miteinander verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechend eingerichtete Vorrichtung zur Herstellung eines doppelwandigen Rohres aus einem Blech, vorzugsweise aus einem Blechband, wobei das Blech zunächst in ein Z-Profil gebogen wird, und anschließend in den Radius des Rohres rund und in eine Wendel gebogen wird. Die Steigung der Wendel ist dabei so bemessen, dass ein Gang der Wendel einen benachbarten Gang teilweise überlappt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein solches doppelwandiges Metallrohr selbst.
Die Herstellung sogenannter Wickel- oder Spiralrohre aus einem typischerweise langen und schmalen Endlosband, beispielsweise einem langen Blechstreifen, ist bekannt. Dabei wird das Endlosband typischerweise um einen formgebenden zylindrischen Kern gewickelt, sodass das Endlosband in eine Wendel gebogen wird. Das Endlosband kann dabei auf Stoß oder überlappend gewickelt und an der Stoßkante oder der Überlappung verbunden werden, sodass das gewendelte Blech ein Rohr bildet.
Wickel- oder Spiralrohre sind seit langem aus der EP 0 201 729 A2 bekannt. So werden Wickelrohre mit geringer Wandstärke beispielsweise zur Führung von Luft in Gebäuden verwendet. Die dabei verwendeten Wickelrohre können aus einem (Endlos-) Metallstreifen oder einem Kunststoffstreifen gewickelt sein, die an den Stoßkanten verschweißt oder mittels einer Falz miteinander verbunden sind.
Aus der WO 2007/048498 A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelrohrs bekannt, bei dem eine oder mehrere Lagen von schraubenförmig gewickeltem Bandmaterial das Rohr bilden. Bei diesem Verfahren wird ein Wickelrohr aus einem bandförmigen Material hergestellt, wobei das Wickel durch zumindest ein sich drehendes Wickelelement bewirkt wird, mit dem das Wickelrohr mittelbar oder unmittelbar in Eingriff ist, und wobei das bandförmige Material aus Gründen der Stabilität mit Überlappung gewickelt wird und mindestens eine der möglicherweise mehreren Lagen aus Metall ist.
Bleche größerer Dicke werden typischerweise nicht durch Wickeln verformt, sondern werden mittels Walzen oder Rollen so gebogen, dass die Bleche die gewünschte Biegung und ggf. Wendelung mit der gewünschten Steigung aufweisen. Die gebogenen Bleche werden anschließend zu einem geschlossenen Rohr verschweißt, wobei die Bleche entweder lediglich an ihren Stoßkanten aneinander anliegen und dort verschweißt werden oder einander überlappen und an den Kanten der Überlappung miteinander verbunden werden.
Derartige Rohre, deren Materialbahn auf Stoß gewickelt/gebogen ist, weisen den Nachteil auf, dass diese nur eine Materiallage umfassen und damit eine begrenzte Stabilität aufweisen. Rohre mit überlappender Materialbahn weisen hingegen mindestens den Nachteil auf, dass die Innenwand des Rohres nicht glatt ist.
Dementsprechend besteht die Aufgabe, ein Produktionsverfahren und eine zur Durchführung geeignete Vorrichtung und ein entsprechend produziertes Rohr bereitzustellen, welches eine ausreichende Festigkeit aufweist sowie die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise vermeidet.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Rollen zum Profilieren und Biegen eines Blechs,
2a eine schematische Schnittansicht eines ersten Paares von Profilrollen der Vorrichtung,
2b eine schematische Schnittansicht eines zweiten Paares von Profilrollen der Vorrichtung,
2c eine schematische Darstellung eines Paares von Biegerollen,
3 eine perspektivische Aufsicht auf eine Anordnung von Profil- und Biegerollen,
4a eine schematische Ansicht einer Wendel des Z-profilierten und rundgebogenen Blechs,
4b eine schematische Ansicht eines Schnitts durch ein gebogenes und gewendeltes Z-profiliertes Blech,
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Rohres.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Rohres aus einem Blech, wobei die Vorrichtung eine Anordnung von Rollen zum Profilieren und Biegen des Bleches umfasst. Das Blech kann dabei ein langer Blechstreifen sein, welcher von einem sogenannten Coil abgewickelt und der Vorrichtung und damit der Anordnung von Rollen zugeführt wird. Der Blechstreifen wird zunächst mit mindestens einer oberen und einer gegenüberliegend angeordneten Profilrolle profiliert, sodass der Blechstreifen anschließend der Länge nach ein Z-Profil aufweist. Dabei kann die Höhe des Z-Profils, also die Höhe des mittleren Schenkels des Z, der Dicke des Blechs entsprechen oder deutlich größer sein. Die Winkel zwischen den Schenkeln des Z können insbesondere rechtwinklig sein. Die Länge der beiden äußeren Schenkel des Z-Profils können insbesondere gleich lang sein.
Das Blech kann dabei insbesondere ein Stahlblech mit einer Dicke von 5 mm, bevorzugt mit einer Dicke von mindestens 10 mm sein. Der Blechstreifen kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Breite von mindestens 1 Meter haben, bevorzugt von 2 m oder mehr.
Der Z-profilierte Blechstreifen wird anschließend rund gebogen, sodass der Blechstreifen die für das Rohr gewünschte Biegung entsprechend des Durchmessers des Rohres und ebenfalls die Wendelung erhält. Die Steigung der Wendelung, also die Ganghöhe der Wendel, kann dabei insbesondere so gestaltet sein, dass der mittlere Schenkel des Z-Profils des profilierten Blechstreifens an einer Kante des profilierten Blechs anliegt und die äußeren Schenkel des Z-profilierten und gebogenen Bleches mindestens teilweise überlappen. Das profilierte und gebogene und gewendelte Blech kann schließlich beispielsweise an dem Stoß von Blechkante und mittlerem Schenkel jeweils verschweißt oder in anderer geeigneter Weise miteinander verbunden werden, sodass sich aus dem Blechstreifen ein Rohr ergibt, welches wenigstens abschnittsweise doppellagig ist.
Im Folgenden werden die Vorrichtung sowie die Schritte des entsprechenden Verfahrens näher beschrieben. Dabei werden zunächst die Schritte des Profilierens des Blechs näher erläutert, anschließend die Schritte des Rundbiegens, wobei der Z-profilierte Blechstreifen gleichzeitig mit dem Rundbiegen in eine Wendel gebogen wird. Die Förderrichtung des Blechs ist in den nachfolgenden Figuren durch den Richtungspfeil 3 angegeben.
1 zeigt eine schematische Anordnung 1 von Profil- und Biegerollen zum Profitieren und Rundbiegen eines Blechs 2. Das Blech 2 kann dabei insbesondere ein langer Blechstreifen sein, welcher von einem Wickel, d. h. einem sogenannten Coil, abgerollt und einer Vorrichtung 1 zum Erzeugen des Rohres zugeführt wird. Die Bewegungsrichtung des Blechs ist durch den Pfeil 3 angegeben. In dem dargestellten Schema erhält das Blech dabei durch Profilrollen zunächst das Z-Profil. Anschließend wird das Blech durch Biegerollen entsprechend dem Rohrdurchmesser rund und in eine Wendel gebogen.
Die Anordnung 1 von Rollen kann optional eine obere und eine gegenüberliegend angeordnete untere Förderrolle 6a, 6b zur Förderung des Bleches 2 und/oder zur Steuerung der exakten Zuführung des Bleches 2 aufweisen. In einer Ausführungsform ist dabei mindestens eine der Förderrollen 6a, 6b motorisch angetrieben, bevorzugt sind beide Förderrollen 6a, 6b angetrieben. Die Förderrollen 6a, 6b sind dabei bevorzugt in Förderrichtung des Bleches als erstes Rollenpaar angeordnet.
Die Anordnung 1 umfasst weiterhin mindestens ein erstes Paar von Profilrollen, wobei das Paar mindestens eine obere Profilerolle 4a und mindestens eine untere Profilrolle 4b umfasst, wobei die Profilrollen gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei kann die Anordnung von Rollen in einer Ausführungsform genau ein Paar von Profilrollen aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung 1 mindestens ein weiteres Paar von Profilrollen, welches ebenfalls eine obere Profilrolle 5a und eine untere Profilrolle 5b umfasst. Die Profilrollen sind dabei jeweils so ausgestaltet, dass das Blech 2 ein Z-Profil erhält, wobei das Z-Profil in einem mehrstufigen Biegevorgang in das Blech eingebracht werden kann. Das in Bewegungsrichtung 3 des Blechs 2 erste Paar von Profilrollen 4a, 4b kann dabei so konfiguriert sein, dass zwischen den äußeren Schenkeln und dem inneren Schenkel des zu erreichenden Z-Profils ein jeweils erster Winkel, vorzugsweise ein Winkel zwischen 30° und 80° und besonders bevorzugt ein Winkel zwischen 50° und 70° erzeugt wird. Das in Bewegungsrichtung 3 des Blechs zweite Paar von Profilrollen 5a, 5b ist vorzugsweise so konfiguriert, dass zwischen den Schenkeln des Z-Profils die gewünschten Winkel erreicht werden. Die Winkel zwischen den Schenkeln können dabei in einer bevorzugten Ausführungsform 90° betragen, sodass die Schenkel des Z-Profils rechtwinklig aufeinander stehen.
In einer alternativen Ausführungsform können die Winkel zwischen den Schenkeln des Z jeweils weniger als 90° betragen, bevorzugt zwischen 60° und 85° betragen, wobei die beiden Biegewinkel gleich groß sind, sodass die äußeren Schenkel des Z-Profils parallel zueinander sind, der mittlere Schenkel jedoch nicht senkrecht zu diesen steht. Wie unten erläutert, kann dies vorteilhaft beim Verschweißen der Gänge/Windungen des Z-profilierten, gebogenen und gewendelten Blechs sein.
2a zeigt eine schematische Schnittansicht des ersten Paares von Profilrollen 4, welche eine obere Profilrolle 4a und eine untere Profilrolle 4b aufweist. Die obere und untere Profilrolle 4a können, wie in der gezeigten Ausführungsform dargestellt, jeweils zweiteilig ausgeführt sein, sodass die obere Profilrolle 4a eine erste Profilteilrolle 4a1 und eine zweite Profilteilrolle 4a2 aufweist. Die untere Profilrolle weist eine erste Profilteilrolle 4b1 und eine zweite Profilteilrolle 4b2 auf. Die jeweiligen Profilteilrollen können dabei auf jeweiligen Achsen drehen, die vertikal und horizontal in jeweiligen Positionen angeordnet sind. Die Profilteilrollen können dabei denselben oder einen beliebigen anderen Durchmesser aufweisen. Alternativ können die Profilteilrollen der unteren oder der oberen Profilrolle jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die Profilteilrollen der oberen Profilrolle bzw. der unteren Profilrolle auf derselben Achse gelagert sein können.
Mit Bezug auf die Höhe des zu profilierenden Blechs 2 sind dabei die Profilteilrollen mit einem ersten vertikalen Abstand v1 und mit einem ersten horizontalen Abstand h1 zueinander so angeordnet, dass erste Biegewinkel zwischen den Schenkeln des Z-Profils bewirkt werden.
2b zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Paares von Profilrollen 5a, 5b, die ebenfalls jeweils zweiteilig ausgebildet sein können, sodass die obere Profilrolle 5a eine erste und eine zweite Profilteilrolle 5a1, 5a2 und die untere Profilrolle ebenso eine erste und eine zweite untere Profilteilrollen 5b1, 5b2 aufweist. Die relative Anordnung der zweiten Profilrollen 5a, 5b ist dabei typischerweise so gewählt, dass die gewünschten Biegewinkel zwischen den Schenkeln des Z-Profils weiter erreicht werden. Typischerweise weisen die jeweiligen Profilteilrollen der oberen sowie der unteren Profilteilrollen des zweiten Profilrollenpaares einen größeren vertikalen Versatz v2 sowie einen geringeren horizontalen Abstand h2 auf als die Profilrollen des ersten Profilrollenpaares, sodass die Biegewinkel des Z-Profils größer werden, wobei die Länge des mittleren Schenkels des Z-Profils jedoch unverändert bleibt.
Weiterhin kann die Vorrichtung 1 noch ein oder mehrere weitere Paare von Profilrollen zum Erzeugen des Z-Profils des Blechs 2 umfassen, sodass das Blech das Z-Profil in mehreren Stufen erreicht. Auf diese Weise kann die Profilierung des Blechs 2 mit mindestens einem Paar von Profilrollen, bevorzugt zwei Paaren von Profilrollen 4 und 5 bewirkt werden.
Unabhängig von der Anzahl der Profilrollen in der Vorrichtung 1 ist die in Bewegungsrichtung 3 des Blechs letzte Profilrolle vorzugsweise so gestaltet und gelagert, dass diese als Widerlager zur Aufnahme einer Kraft geeignet ist, welche beim nachfolgend beschriebenen Rund- und Wendelbiegen des Blechs 2 von den Rundbiegerollen auf das Z-profilierte Blech 2 ausgeübt wird.
Die Anordnung 1 von Rollen weist weiterhin mindestens eine obere Biegerolle 7a und eine untere Biegerolle 7b zum Rundbiegen des Z-profilierten Blechs 2 auf, wobei das Blech 2 in den Durchmesser des Rohres und gleichzeitig das rundgebogene Z-profilierte Blech in eine Wendel gebogen wird, sodass das rundgebogene Z-profilierte Blech teilweise überlappt und damit ein Endlosrohr ausbildet. Die Überlappung beträgt maximal die Länge eines Schenkels des Z-Profils des profilierten Blechs 2.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Biegerollen als Paar mit einer oberen Biegerolle 7a, 8a und einer jeweils gegenüberliegenden unteren Biegerolle 7b, 8b ausgebildet, sodass die Rollenanordnung 1 in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein erstes Paar von Biegerollen 7a, 7b und ein zweites Paar von Biegerollen 8a, 8b aufweist.
Die Oberflächen der Biegerollen weisen dabei jeweils ein Profil auf, welches dem Z-Profil des zu biegenden Bleches 2 angepasst ist, sodass die Z-Profilierung des Blechs 2 während des Biegens erhalten bleibt. Eine jede profilierte Biegerolle kann dabei zwei Teilrollen aufweisen, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, sodass die Teilrollen auf einer gemeinsamen Achse gelagert sein können. Die Teilrollen einer jeden Ober- oder Unterrolle können in einer Ausführungsform so gelagert sein, dass die jeweiligen Teilrollen unabhängig voneinander drehen können, sodass die Umfangsgeschwindigkeit einer Teilrolle gleich der Geschwindigkeit der Oberfläche eines Schenkels des Z-Profils des Bleches ist und zwischen der jeweiligen Teilrolle und dem Blech 2 ein möglichst geringer Schlupf entsteht. Mit Bezug auf die Oberfläche des zu biegenden Blechs 2 weisen die Rollenteile der oberen Biegerolle einen Versatz in vertikaler Richtung entsprechend der Höhe des Z-Profils auf und sind mit einem horizontalen Abstand entsprechend dem Z-Profil des Blechs angeordnet, sodass die Z-Profilierung des Blechs 2 erhalten bleibt.
In einer alternativen Ausführungsform kann eine Biegerolle einstückig ausgebildet sein, wobei das Profil der Biegerolle dem Z-Profil des Blechs 2 angepasst ist. Eine solche einstückige Biegerolle kann dementsprechend auf einer Achse drehen. Da bei einer einstückigen profilierten Biegerolle in einem Abschnitt der Biegerolle ein Schlupf zwischen der Biegerolle und dem profilierten Blech 2 entstehen kann, kann die Oberfläche der Rolle entsprechend angepasst sein. Die Oberfläche einer solchen Biegerolle wird typischerweise gehärtet, sodass durch den Schlupf zwischen der Beigerollenoberfläche und dem Blech möglichst wenig Material von der Biegerolle abgetragen wird. Dabei wird bei Biegerollen mit einem vergleichsweise großen Durchmesser nur die Oberfläche gehärtet, beispielsweise mit einem Induktions- oder einem Flammhärteverfahren. Rollen mit kleinerem Durchmesser werden bevorzugt durchgehärtet, beispielsweise mit einem Vakuumhärteverfahren.
Mit Bezug auf die Position des Blechs 2 sind die mindestens eine obere Biegerolle 7a und die mindestens eine untere Biegerolle 8b in vertikaler Richtung vertikal so zueinander positioniert, dass die Unterrolle 8b in Verbindung mit der Oberrolle 7a das Z-profilierte Blech 2 rundbiegt, das heißt in den Radius des Rohres, und bevorzugt gleichzeitig in die Wendelung biegt.
2c zeigt eine schematische Darstellung eines Paars von Biegerollen 7a, 7b. Die hier dargestellte Ausführungsform weist dabei einen ersten Oberrollenteil 7a1 und einen zweiten Oberrollenteil 7a2 sowie einen ersten Unterrollenteil 7b1 und einen zweiten Unterrollenteil 7b2 auf. Die Oberrollenteile 7a1 bzw. 7a2 weisen dabei einen unterschiedlichen Radius auf, wobei die Differenz der Radien der Länge des mittleren Schenkels des Z-Profils des Blechs 2 entspricht. Ebenso weisen die Unterrollenteile 7b1 und 7b2 einen unterschiedlichen Radius auf, wobei die Differenz wiederum der Höhe des Z-Profils entspricht. Die Rollenteile sind entsprechend dem Profil des profilierten Blechs 2 so angeordnet, dass beide Rollenteile die Rundbiegekraft aufnehmen und das Z-Profil des Blechs 2 beim Rundbiegen erhalten bleibt. Die Oberrolle 7a kann dabei zweiteilig ausgeführt sein, wobei der Oberrollenteil 7a1 und der Oberrollenteil 7a2 auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert sein können. Die Oberrollenteile 7a1 und 7a2 können sich dabei in bevorzugter Weise unabhängig voneinander drehen und damit unabhängig voneinander der Oberflächengeschwindigkeit eines Schenkels des Z-profilierten Blechs 2 folgen können, sodass die Umfangsgeschwindigkeit eines Rollenteils jeweils gleich der Geschwindigkeit des anliegenden Schenkels ist und ein Schlupf zwischen einem Rollenteil 7a1, 7a2 und dem Blech 2 vermieden wird. Ebenso kann in gleichartiger Weise die Unterrolle 7b zwei Rollenteile aufweisen, die mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten drehen können.
Weiterhin können die Teilrollen einer jeden Ober- oder Unterrolle 7a, 7b jeweils entsprechend angetrieben sein, wobei der jeweilige Antrieb so bemessen ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit einer Teilrolle der Oberflächengeschwindigkeit des Schenkels des Z-Profils entspricht.
In einer alternativen Ausführungsform kann eine Oberrolle oder eine Unterrolle einstückig ausgebildet sein. Die Mantelfläche einer solchen Rolle ist dem Z-Profil des Blechs 2 angepasst und weist dementsprechend ebenfalls ein Z-Profil auf, welches dem Z-Profil des Blechs 2 angepasst ist. In diesem Falle kann die Umfangsgeschwindigkeit so eingestellt sein, dass diese der Oberflächengeschwindigkeit nur eines Schenkels des Z-Profils entspricht.
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung 1 von Rollen zum Profilieren und Biegen eines Blechs 2, wobei die Anordnung 1 erste Profilrollen 4a, 4b, zweite Profilrollen 5a, 5b und dritte Profilrollen 9a, 9b zur Profilierung des Blechs 2 in ein Z-Profil aufweist. Weiterhin umfasst die Anordnung 1 Paare von Biegerollen 7 und 8.
Die Biegerollen der Vorrichtung 1 sind dabei so eingerichtet, dass sie das Blech 2 in den Durchmesser des Rohres rundbiegen und dabei in eine Wendel biegen, wobei die Steigung der Wendel so bemessen ist, dass die Schenkel zweier benachbarter Gänge des Z-profilierten Blechs 2 wenigstens teilweise überlappen. Wie in 3 gezeigt, kann das Biegen in eine Wendel durch zwei aufeinander folgende Biegerollen bzw. Biegerollenpaare bewirkt werden, deren Achsen nicht parallel zueinander sind. Zwar ist die Drehachse einer Oberrolle eines Paares von Biegerollen parallel zur Drehachse der jeweiligen Unterrolle, jedoch sind die Drehachsen der zwei benachbarten Paare von Biegerollen nicht parallel zueinander.
Stellvertretend für die Richtung der parallelen Achsen des Biegerollenpaares 7 ist schematisch eine Achse 7c der oberen Biegerolle 7a des Rollenpaars 7a, 7b eingezeichnet, ebenso ist die Achse 8c stellvertretend für die Richtung der Biegerollenpaars 8a, 8b eingezeichnet. Die Achse 7c ist nicht parallel zur Achse 8c, sondern gekippt, sodass das Blech 2 nicht nur in einen Radius, sondern auch in eine Wendel gebogen wird. Die Steigung und Richtung der Wendel ist dabei in an sich bekannter Weise durch den Kippwinkel der Biegerollen festgelegt.
4a zeigt eine schematische Ansicht einer Wendel des Z-profilierten und gebogenen Blechs 2. Die Abmessungen des Z-Profils des Blechs 2 sind dabei so gewählt, dass die beiden äußeren Schenkel des Z-Profils gleich lang sind. Die Steigung der Wendel ist so bemessen, dass eine Ganghöhe der Wendel gleich der Länge eines äußeren Schenkels ist, sodass die beiden äußeren Schenkel des Z-Profils einander vollständig überlappen und damit eine doppelwandige Wendel entsteht, wobei gleichzeitig der mittlere Schenkel des Z-Profils des Blechs an einer Außenkante eines äußeren Schenkels anliegt. Der Abstand zwischen der Innen- und der Außenwand der Wendel ist dabei die Höhe des Z-Profils des Blechs 2.
Nachdem das Blech 2 mittels der Anordnung von Rollen 1 zu einem Z-Profil profiliert und anschließend in den Radius und die Wendel gebogen wurde, liegen benachbarte Gänge des gewendelten Blechs 2 aneinander an, wobei die Außenkanten jeweils an den mittleren Schenkel eines benachbarten Gangs des Z-profilierten und gewendelten Blechs 2 anstoßen.
Das gewendelte Z-profilierte Blech 2 wird dann an den Berührungskanten zweier aneinander anliegender Windungen des Blechs 2 fest miteinander verbunden, vorzugsweise werden die aneinander anliegenden Gänge des Z-profilierten Blechs miteinander verschweißt. Dementsprechend sind die aneinander angrenzenden Gänge des Z-profilierten und gewendelten Blechs 2 auf der Innenseite, siehe Schweißnaht 10a, und auf der Außenseite, siehe Schweißnaht 10b, des entstehenden Rohres verschweißt. Dabei kann das Verschweißen auf der Innenseite unabhängig von dem Verschweißen auf der Außenseite durchgeführt werden, sodass in einer Ausführungsform das Verschweißen auf der Innenseite während des Rund- und Wendelbiegens des Z-profilierten Blechs durchgeführt wird, sobald der vorausgehend gebogene Gang der Wendel an dem Blech anliegt. Das Verschweißen der Außenseite kann ebenso während des Rund- und Wendelbiegens durchgeführt werden.
4b zeigt eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der langen Achse durch die Wendel des Z-profilierten Blechs 2, wobei A einen vergrößerten Ausschnitt zeigt, wobei ein Gang des Z-profilierten Blechs gestrichelt dargestellt ist. Der mittlere Schenkel des Z-profilierten Blechs ist an der innenliegenden Seite des Rohres mit dem einen Schenkel des nächsten Ganges des Blechs verschweißt. An seiner außenliegenden Seite ist das Z-profilierte Blech 2 mit dem mittleren Schenkel des vorherigen Ganges des Z-profilierten Blechs verschweißt.
Schließlich kann das auf diese Weise aus dem Blechstreifen 2 produzierte Rohr auf eine gewünschte Länge geschnitten werden.
5 zeigt die Verfahrensschritte für das Biegen eines Rohres mit der oben beschriebenen Anordnung 1 von Rollen.
In einem ersten Schritt, siehe 11, wird das zu biegende Blech der oben beschriebenen Anordnung von Rollen 1 zugeführt. Dabei kann die Anordnung von Rollen optional Förderrollen 6a, 6b aufweisen, sodass das Blech den Profilrollen 4 und 5 über die Förderrollen 6a, 6b zugeführt wird. Dabei bewirken die Förderrollen, dass das Blech 2 zu der Anordnung 1 von Rollen bewegt wird.
Anschließend, Schritt 12, wird das Blech mit mindestens einem ersten Paar 4a-4b Profilrollen in ein Z-Profil profiliert. In einer bevorzugten Ausführungsform, insbesondere wenn die Dicke des Blechs dies erfordert, wird das Blech 2 mit mindestens einem weiteren Paar von Profilrollen 5a, 5b weiter profiliert, wobei in diesem Fall das erste Profilrollenpaar das Blech 2 in ein Z-Profil mit ersten Winkeln zwischen den Außenschenkeln und dem mittleren Schenkel profiliert und das zweite Profilrollenpaar das Blech 2 in ein Z-Profil mit zweiten, spitzeren Winkeln zwischen den Außenschenkeln und dem mittleren Schenkel profiliert. Die Länge des mittleren Schenkels des Z-Profils des Blechs 2 kann dabei so gewählt sein, dass die überlappenden Außenschenkel des Z-Profils aufeinander aufliegen, wenn das Z-profilierte Blech in eine Wendel und rundgebogen wird. Alternativ kann die Länge des mittleren Schenkels des Z-Profils auch so gewählt werden, dass die überlappenden Schenkel des Z-profilierten Blechs in Richtung des Durchmessers der Wendel einen Abstand zueinander aufweisen, wenn diese zu einer Wendel und rundgebogen sind.
Das Z-profilierte Blech 2 wird anschließend rund- und in eine Wendel gebogen, siehe Schritt 13, sodass benachbarte Gänge der Wendel einander teilweise überlappen. Die Ganghöhe der Wendel kann in einer bevorzugten Ausführungsform so gewählt sein, dass sich die Außenschenkel zweier benachbarter Gänge der Wendel vollständig überlappen, siehe auch 4a-4b, und die Außenschenkel des Z-Profils an dem mittleren Schenkel des Z-Profils anliegen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Ganghöhe der Wendel so gewählt sein, dass die äußeren Schenkel des Z-profilierten Blechs nur teilweise überlappen und in Richtung des Radius der Wendel aufeinander liegen.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden überlappende Gänge der Wendel miteinander verbunden, siehe Schritt 14, beispielsweise durch Verschweißen auf der Innenseite, siehe 4a, 4b Bezugszeichen 10a, und der Außenseite der Wendel, siehe 4a, 4b Bezugszeichen 10b, sodass aus dem Z-profilierten und in eine Wendel gebogenen Blech ein festes Rohr entsteht. Dazu kann die Vorrichtung eine entsprechende Vorrichtung aufweisen, beispielsweise eine Vorrichtung zum Verschweißen des Z-profilierten und gewendelten Blechs 2.
Alternativ können die überlappenden Schenkel des Z-profilierten und gewendelten Blechs 2 durch andere Verfahren miteinander fest in Verbindung gebracht werden, beispielsweise durch Verkleben.
In einem optionalen Schritt kann die verschweißte Wendel, also das entstandene Rohr mit herkömmlichen Trennverfahren und Trennmitteln auf eine gewünschte Länge geschnitten werden.
Auf diese Weise kann mittels der oben beschriebenen Anordnung 1 von Profil- und Biegerollen aus einem Blech 2 ein doppelwandiges Rohr erzeugt werden, wobei die Innenwand und die Außenwand des entstehenden Rohrs über den mittleren Schenkel des Z-profilierten und in eine Wendel gebogenen Blechs miteinander verbunden sind, sodass das doppelwandige Rohr eine große Festigkeit aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung von Rollen
2: Blech, Endlosblechstreifen
3: Richtungspfeil
4a, 4b: obere Profilrolle, untere Profilrolle
4a1, 4a2: obere Profilteilrollen
4b1, 4b2: untere Profilteilrollen
5a, 5b: obere Profilrolle, untere Profilrolle
5a1, 5a2: obere Profilteilrollen
5b1, 5b2: untere Profilteilrollen
6a, 6b: obere, untere Förderrolle
7a, 7b: obere bzw. untere erste Biegerolle
8a, 8b: obere bzw. untere zweite Biegerolle
9a, 9b: obere bzw. untere dritte Profilrolle
10a: Schweißnaht Rohrinnenseite
10b: Schweißnaht Rohraußenseite
11: Zuführen des Blechs
12: Z-Profilieren des Blechs 2
13: Rund- und Wendelbiegen des Z-profilierten Blechs
14: Verbinden überlappender Gänge des Z-profilierten und rundgebogenen Blechs 2
15: Schneiden des Rohres auf eine gewünschte Länge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0201729 A2 [0003]
WO 2007/048498 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen eines Rohres aus einem Blech (2) umfassend: mindestens ein erstes Paar von Profilrollen (4a, 4b, 5a, 5b) zum Erzeugen eines Z-Profils in dem Blech (2), wobei ein Paar von Profilrollen eine obere Profilrolle und eine gegenüberliegend angeordnete untere Profilrolle aufweist, und mindestens eine Biegeoberrolle (7a) und eine Biegeunterrolle (8b) zum Erzeugen einer Rundbiegung in dem Blech (2), wobei die Biegeoberrolle (7a) und die Biegeunterrolle (8b) zum gleichzeitigen Erzeugen einer Wendel in dem Blech (2) angeordnet sind, sodass benachbarte Gänge der Wendel teilweise überlappen, eine Einrichtung zum Verbinden eines ersten Ganges der Wendel mit einem benachbarten zweiten Gang der Wendel.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Förderrolle zum Fördern des Blechs (2).
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die obere Profilrolle (4a, 5a) eine erste Teilrolle (4a1) mit einem ersten Durchmesser und eine zweite Teilrolle (4a2) mit einem zweiten Durchmesser umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die untere Profilrolle (4b, 5b) eine erste Teilrolle (5b1) mit einem ersten Durchmesser und eine zweite Teilrolle (5b2) mit einem zweiten Durchmesser umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Verbinden des ersten Ganges der Wendel mit einem zweiten Gang der Wendel eine Einrichtung zum Verschweißen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Verbinden des ersten Ganges der Wendel mit einem zweiten Gang der Wendel dazu vorgesehen ist, eine Außenkante des Z-Profils der einen Wendel mit dem mittleren Schenkel des Z-Profils eines benachbarten Ganges der Wendel zu verbinden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Verbinden des ersten Ganges der Wendel mit einem benachbarten zweiten Gang der Wendel dazu vorgesehen ist, den ersten Gang der Wendel mit dem zweiten, benachbarten Gang der Wendel auf der Innenseite und der Außenseite zu verbinden.
Verfahren zum Erzeugen eines Rohres aus einem langen Blech (2), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Z-Profilieren (12) des Blechs (2) mittels mindestens eines Profilrollenpaares (4a, 4b, 5a, 5b) in ein Z-Profil, und Rund- und Wendelbiegen (13) des Z-profilierten Blechs (2) mittels Biegerollen (7a, 7b, 8a, 8b), wobei benachbarte Gänge der Wendel überlappen, und Verbinden (14) benachbarter Gänge der Wendel.
Verfahren zum Erzeugen eines Rohres aus einem Blech (2) nach Anspruch 8, wobei das Verbinden (14) benachbarter Gänge der Wendel ein Verschweißen oder ein Verkleben ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-8, wobei das Verschweißen auf der Innenseite und auf der Außenseite der Wendel durchgeführt wird.
Doppelwandiges Metallrohr, wobei die Innenwand und die Außenwand aus einem Z-profilierten und in eine Wendel gebogenem Blech gebildet sind, und wobei benachbarte Gänge der Wendel miteinander verbunden sind.
Doppelwandiges Metallrohr nach Anspruch 11, wobei das Z-profilierte Blech einen mittleren Schenkel und zwei äußere Schenkel aufweist, und wobei die äußeren Schenkel des Z-profilierten und in eine Wendel gebogenen Blechs gleich lang sind.
Doppelwandiges Metallrohr nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Außenwand einen in radialer Richtung einen Abstand zu der Innenwand aufweist.
Doppelwandiges Metallrohr nach einem der Ansprüche 11-13, wobei ein Schenkel des Z-profilierten Blechs mit dem mittleren Schenkel des Z-profilierten Blechs verbunden ist.
Doppelwandiges Metallrohr nach Anspruch 14, wobei die Verbindung eine Schweißnaht oder eine Verklebung ist.
Doppelwandiges Metallrohr nach einem der Ansprüche 11-14, wobei das Metallrohr an seiner Außenwand oder seiner Innenwand eine wendelförmige Schweiß- oder Klebenaht zur Verbindung benachbarter Gänge aufweist.