DE1124456B

DE1124456B - Vorrichtung zum schraubenfoermigen Wellen von Rohren

Info

Publication number: DE1124456B
Application number: DEG16353A
Authority: DE
Inventors: James Ronald Penrose
Original assignee: General Electric Co PLC
Current assignee: General Electric Co PLC
Priority date: 1954-02-01
Filing date: 1955-01-31
Publication date: 1962-03-01
Also published as: BE535330A; DE1086314B; GB791514A; FR1118390A; FR1124021A; NL91223C

Description

Vorrichtung zum schraubenförmigen Wellen von Rohren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schraubenförmigen Wellen von Rohren mit einem konzentrisch zur Achse des zu wellenden Rohres umlaufenden Wehkopf mit Werkzeughalter, in dem das Werkzeug zum Eindrücken der Wellen in das kontinuierlich in seiner Achsrichtung bewegte Rohr im Steigungswinkel des Wellentales eingestellt eingesetzt ist.
Es ist auch vorgeschlagen worden, ein Wellwerkzeug in Form einer Wellwalze mit Wellschraubgewinden, d. h. schraubenförmige Elemente, die häufig abnehmenden Radius haben, sowie Eindrück-Werkzeuge entweder als getrennte, radial verstellbare Elemente oder als Teile gezahnter Werkzeugräder zu verwenden, wobei die Schraubgewinde oder Eindrückwerkzeuge an der Außenfläche eines Rohres zwecks Herstellung der Wellung angreifen.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, bei der Herstellung von in Abstand liegenden Wellungen in einem Rohr ein ringförmiges Werkzeug zu verwenden, das um das Rohr drehbar und senkrecht zu der Rohrachse eingestellt ist.
Obgleich diese bekannten Vorrichtungen beim Wellen von Rohren aus streckbarem Material, z. B. Aluminium, zufriedenstellend arbeiten, haben sich Schwierigkeiten ergeben, wenn Wellungen in härterem Material, z. B. rostfreiem Stahl, erzielt werden sollen, insbesondere wenn die Rohrwandung dünn ist und eine erhebliche Tiefe der Wellen erzielt werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung, die besonders zur Wellung von harten und/oder dünnwandigen Rohren geeignet ist, wenn eine beträchtliche Wellungstiefe erforderlich ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Wellwerkzeug eine drehbare, im Werkzeughalter gelagerte Ringscheibe dient, die am Innenrand als schneidenartige Rippe ausgebildet ist, mit ihrer Achse entsprechend der Wellungstiefe exzentrisch zur Rohrachse liegt und um die Verbindungslinie der Achsen des Rohres und der Ringscheibe in der Ebene der Rippe in den Steigungswinkeln eingeschwenkt angeordnet ist.
Der Werkzeughalter kann radial verschiebbar und mit unterschiedlicher Exzentrizität feststellbar sein. Es wird bemerkt, daß das radiale Einstellen des Wehwerkzeuges bei einer bekannten Anordnung bereits an sich bekannt ist.
Der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung der Wellscheibe kann gleich oder kleiner als der Gesamtdurchmesser des ungewellten oder des gewellten Rohres sein. Es kann vorteilhaft sein, einen vor der Wehscheibe endenden Abstützdorn zu verwenden. Dieser ermöglicht eine Beeinflussung der Form der mit dem Well-Werkzeug hergestellten Wellungen, da durch die Wahl der Schulter des Dornes der Scheitelradius und der Fußradius des gewellten Rohres beeinflußt wird. Außerdem wirkt der Dorn der Faltenbildung und Verziehung des Rohres entgegen.
Eine Vorrichtung zum schraubenförmigen Wellen von verhältnismäßig dünnwandigen Rohren aus hartem Material wird als Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch die Hauptteile der Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht auf die Linie 111-III in Fig. 1, wobei die in Fig. 1 rechts von der Linie liegenden Teile entfernt sind (Fig. 1 ist ein Schnitt entlang der Linie I-1 in Fig. 3), und Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1.
Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Wellvorrichtung hat das tatsächliche Wellwerkzeug 1 (Fig. 1 und 3) die Form einer Ringscheibe mit einer mittleren kreisförmigen Öffnung 2 mit abgerundetem Profil, bei der der Krümmungsradius des Randprofils etwas kleiner ist als der am Fuße der Welle gewünschte Krümmungsradius; mit einer zylindrischen äußeren Oberfläche 3 wird sie in dem inneren Teil eines Kugellagerringes 4 gehalten. Die Außenfläche 3 des Werkzeuges 1 hat einen radialen Flansch 5, gegen den das Werkzeug 1 in dem Kugellagerring 4 anliegt und durch einen Sprengring 6 in seiner Stellung gehalten wird.
Das Wellwerkzeug 1 in seinem Kugelring 4 wird in einem Wellkopf 7 gehalten, der so eingerichtet ist, daß er konzentrisch zu dem zu wellenden Rohr 8 umläuft. Der Durchmesser der Öffnung 2 ist kleiner als der äußere Durchmesser des Rohres B. Das Wellwerkzeug 1 in seinem Kugellagerring 4 ist exzentrisch in bezug auf die Achse des Rohres 8 angeordnet; und die Drehachse des Wellwerkzeuges 1 ist in bezug auf die Achse des Rohres 8 geneigt. Zu diesem Zweck ist der Kugellagerring 4 in einem Block 9 angeordnet, der im Kopf 7 in einer zur Achse des Rohres 8 rechtwinklig stehenden Ebene hin und her gleiten kann, wobei eine Schraube 10 mit Feingewinde und eine Noniusvorrichtung 11 vorgesehen sind; um den Block 9 und das Werkzeug 1 in die gewünschte Lage zu stellen; eine Feststellschraube 12 ist zum Feststellen des Blocks 9 in der gewählten Stellung vorgesehen. Auf dem Ende der Schraube 10 ist auch eine Sicherungsmutter 13 vorgesehen.
Der Kopf 7 ist eingerichtet, durch eine Hülse 14 (Fig. 1) gedreht zu werden, die in wenigstens einem Lager 15 im Rahmen 16 gelagert ist und durch ein starr mit ihr verbundenes Zahnrad 17 angetrieben wird. Der Teil 7A (Fig.1) des Kopfes 7 trägt in einem Kugellager 18 eine Einführungsbuchse 19 zur Unterstützung des ungewellten Rohres 8, während der Teil 7B des Kopfes 7 in ähnlicher Weise in, einem Kugellager 20 eine Auslaßbuchse 21 zur Unterstützung des gewellten Rohres trägt. Die Auslaßbuchse 21 hat einen Innendurchmesser, der dem Gesamtdurchmesser des gewellten Rohres angepaßt ist, der merklich geringer sein kann als der Durchmesser des ungewellten- Rohres.
Der Block mit dem Wehwerkzeug 1 ist in der Ebene der Öffnung 2 des Werkzeuges 1 seitlich aus. der Achse des Rohres 8 verschoben. Außerdem ist die Ebene der Öffnung 2: am Rand der öfffnung im Wellwerkzeug 1, wo dieser in Berührung mit dem Fuß einer Welle ist, um den Steigungswinkel der gewünschten Welle geneigt: Während des Wellens wird das ungewellte Rohr 8; unmittelbar bevor es der Einwirkung des Wellwerkzeuges 1 unterworfen wird, mittels eines zylindrischen Dornes 22 (Fig. 1) unterstützt, bewegt. In der in Fig.1 dargestellten Ausführung, die zum Wellen verhältnismäßig kurzer Stücke Rohr 8 geeignet ist, besteht der Dorn 22 aus Stahl und paßt recht eng in die Bohrung des Rohres B. Der Dorn 22 wird durch eine Stahlstange 23 getragen, die durch eine Klemmfeststellung 27 im Raum verankert sein kann; das linke Ende des Dornes 22 wird in einem geringen Abstand von etwa mehreren hundertsteln Millimetern von dem Punkt gehalten, an dem der Rand der Öffnung 2 im Werkzeug l mit dem Fuß einer Welle in Berührung ist. Der Dom 22 kann aus Holz bestehen und braucht nicht massiv zu sein; sondern es kann ein rohrförmiger Dorn verwendet werden. Eine Fortbewegung des Dornes 22 von dem Wellpunkt kann in jeder geeigneten Weise verhindert werden, z. B. durch Reibberührung zwischen dem Dorn 22 und der Bohrung des Rohres 8 oder durch mechanischen Widerstand, der durch Flüssigkeitsdruck, Federn oder andere Mittel vorgesehen werden kann, die so angeordnet werden können, daß sie einen im wesentlichen konstanten Widerstand gegen Bewegung des Dornes 22 ausüben.
Um das Rohr 8 durch den Wehkopf 7 vorzuschieben, ist die in Fig. 1 und 2 gezeigte Klemmvorrichtung 24 vorgesehen. Das zweiteilige Element 25 ist eingerichtet, das Rohr 8 um eine kurze zylindrische Buchse 26 innerhalb des Rohres zu klemmen; die Vorrichtung 24 wird auf den Kopf 7 zu durch eine (nicht gezeigte) Leitspindel der Maschine vorgerückt: Die Stange 23 muß immer länger sein als das zu wellende Rohr; da eine ganze Länge normalerweise in etwa drei oder vier Gängen vorwärts bewegt wird, stellen die Stange 23 mit dem Dorn 22 ein Mittel dar, die Buchse 26 in eine neue Klemmstellung zurückzuführen, wobei das Wellen beendet wird, wenn sich die Buchse 26 dem Dorn 22 auf eine bestimmte Entfernung nähert.
Beim Betrieb fiere Maschine wird der Wehkopf 7 um die Achse des Rohres 8 gedreht, das mit einer Geschwindigkeit axial vorgeschoben wird, die von der gewünschten Steigung der Wellen abhängt. Das Rohr wird somit beim Wellen während jeder vollständigen Umdrehung des Wehkopfes 7 um die Entfernung einer Steigung axial vorgeschoben. Während das Wellen im Gang ist, ist eine beträchtliche Länge des Randes der Öffnung 2 im Wellwerkzeug 1 in Berührung mit der Wandung des Rohres B. Die Länge dieses mit dem Rohr in Berührung stehenden Randes hängt vom Verhältnis des Durchmessers des ungewellten Rohres 8 zum Durchmesser der Öffnung 2 im Wellwerkzeug l ab. Während des Wellens dreht das im Kugellagerring 4 befindliche Wellwerkzeug 1 den mit der Wandung des Rohres 8 in Berührung stehenden Randteil der Öffnung 2, indem es sich an der Oberfläche des Rohres entlang abrollt, die es berührt. Die Tiefe der Wellen wird bestimmt durch die Lage des Punktes auf dem Rand der Öffnung 2 im Wehwerkzeug 1, der zu einem beliebigen Zeitpunkt der Achse des Rohres 8 am nächsten ist. Somit hängt die Tiefe der Wellen von der Exzentrizität der Befestigung des Wellwerkzeuges 1 im Kopf 7 ab sowie vom Durchmesser der Kehle der kreisförmigen Öffnung 2 im Wellwerkzeug 1.
In. manchen Fällen ist es wünschenswert, eine Öffnung zu verwenden, die größer ist als der Gesamtdurchmesser des ungewellten Rohres, so daß ein Teil des Rohres durch den ringförmigen Teil hindurchgehen kann, ohne gewellt zu werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum schraubenförmigen Wellen von Rohren mit einem konzentrisch zur Achse des zu wellenden Rohres umlaufenden Wehkopf mit Werkzeughalter, in dem das Werkzeug zum Eindrücken der Wellen in das kontinuierlich in seiner Achsrichtung bewegte Rohr im Steigungs-Winkel des Wellentales eingestellt eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, däß als Wellwerkzeug eine, drehbare, im Werkzeughalter (4; 7) gelagerte Ringscheibe (1) dient, die am Innenrand als schneidenartige Rippe ausgebildet ist, mit ihrer Achse entsprechend der Wellungstiefe exzentrisch zur Rohrachse liegt und um die Verbindungslinie der Achsen des Rohres (8) und der Rinscheibe (1) in der Ebene der Rippe in den Steigungswinkeln eingeschwenkt angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (4, 7) radial verschiebbar und mit unterschiedlicher Exzentrizität feststellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung (2) der Wellscheibe (1) gleich oder kleiner als der Gesamtdurchmesser des ungewellten oder des gewellten Rohres (8) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vor der Wellscheibe (1) endenden Abstützdorn (22). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 521027, 634 435, 690138, 697 849, 811945; britische Patentschrift Nr. 597116; USA.-Patentschriften Nr. 1554 739, 1860 989, 2 023 417, 2157 598, 2 714 919.