DE1452234A1

DE1452234A1 - Rohr sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1452234A1
Application number: DE19631452234
Authority: DE
Inventors: Habdas Edward Paul
Original assignee: Calumet and Hecla Inc
Current assignee: Calumet and Hecla Inc
Priority date: 1962-06-11
Filing date: 1963-05-21
Publication date: 1968-12-19
Also published as: GB975697A; US3240042A; SE315449B

Description

t. ING. F. WUBSTHOFF 8 MÜNCHEN»

OIPL. ING. G. PXILS hciiweioehsthassb 2

OR.B.V. PECHMANN teuwok 32 06 51 TBLKGHAMMADnESSE t

PATBNTANWALTB i-RuTKC-rrATKNT mPnchbm

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

CALÜMET & HBCLA, IHC, Allen Park, Michigan, U.S.A.

betreffend
Rohr sowie Verfahren und Torrichtung zu. dessen Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zm Herstellen von bohren.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, Bohre aus langen flachen Materialstreifen herzustellen, deren ixänder so aufgestellt werden, daß sich ein etwa U-förmiger querschnitt ergibt; hierbei werden die Länder des ivlaterial Streifens verjüngt ausgebildet, so daß der Materialstreifen längs einer Schraubenlinie aufgewickelt werden kann, um die Seitenflächen der Flansche an den Handera des MaterialStreifens in Berühr mg miteinander zu bringen, wobei die einander zugewandten Flächen der Flansche miteinander verbunden werden.

Ein weitere Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von ttohren der genannten Art, bei denen die miteinander verbundenen Handflansche umgelegt und in Berührung nifc der Außenfläche des &ohrs gebracht werden.

Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Hohren vor, das Maßnahmen umfaßt, um einen flachen Material-

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streifen kontinuierlich in der Längsrichtung vorzuschieben, die Ränder des Materialstreifens so zu formen, daß sie sich, rechtwinklig zur isbene des Material Streifens erstrecken, damit ein Streifen von allgemein fJ-f«innigem Querschnittentsteht, um danach, die aufgestellten Hanäabachnibte oder Flansche des Materialstreifens durch walzen oder auf andere ^. eise so zu verformen, daß sie eine sich verhängende iuerschnittsform erhalten, so daß der Streifen schraubenlinienförmig aufgewickelt werden kann, um danach den Streifen so aufzuwickeln, daß sich die äußeren Seitenflächen der üandflansch berühren, und .um die Handflaasche miteinander zu verbinden, so daß ein endloses Hohr entsteht.

ISeiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem der 33afcerialstreifen mit seinen aufgestellten und sich verjüngenden Eandflansehen auf einen umlaufenden zylindrischen Dorn gewickelt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum formen von Rohren vorzusehen, das Maßnahmen umfaßt, um die miteinander verbundenen, allgemein radial nach außen ragenden ^lansciiabschnitte so nach innen umzubiegen, daß sie an der zylindrischan Außenfläche des Rohrs anliegen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand scbematischer Zeichnungen an einem Ausfühnuigsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zum Formen von Rohren wad veranschaulicht die verschiedenen Herstellungsstadien des Hohrs.

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Fig. 2 ist ein Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig· Fig. 3 ist ein Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig,

Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1.

Zwar bezieht sich die Erfindung auf Hohre beliebiger geeigneter Abmessungen, doch erweist sie sich, insbesondere bei "er Herstellung relativ großer dünnwandiger Äohre als vorteilhaft, wie man sie z.B. zu Bewässerungszwecken verwendet. Derartige Hohre werden gewöhnlich mit der Hand von einer otelle zur anderen transportiert, und da sie keinem hohen Innendruck' ausgesetzt sind, kann man sie relativ dünnwandig ausbilden.

Die Rohre müssen Jedoch ausrei.«/hs**^ starr sein, damit sie transportiert werden können, ohne daß ihre allgemein zylindrische *ora verändert wird.

In Fig. 1 erkennt man ein insgesamt mit I^ bezeichnetes Rohr, das auf einem umlaufenden Dorn 1? angeordnet ist. Der bei 10a gezeigte Teil des Bohre trägt einen achraubenlinienföraigen Flansch bzw. eine Rippe oder einen Wulst 14, dessen Herstellung nachstehend beschrieben wird. Zunächst sei nur bemerkt, daß dieser lückenlose schraubenlinienförmige Flansch als Versteifung wirkt, so daß auch ein Rohr von erheblicher Länge selbsttragend ist, und zwar mindestens in einem solchen Ausmaß, daß das Rohr leicht transportiert werden kann.

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Gegebenenfalls kann das Rohr in einer abgeänderten Ausbildungsform die bei 10b dargestellte Form erhalten, bei welcher der Flansch umgebogen und flach an die zylindrische Außenfläche des Kohrs angelegt ist; dies ist in FIg. 1 bei 14b angedeutet.

Wenn eine maximale Steifigkeit erzielt werden soll, ist es natürlich vorzuziehen, άΒΆ Flansch 14 in der bei 10a angedeuteten Weise so auszubilden, daß er allgemein radial nach außen vorspringt« ;βηη eise solehe maximale Steifigkeit nicht erforderlich ist, kann mail Sen Flansch in der bei 14-b angedeuteten v/eise umlegen.

Das '/erfahren zum Herstellen des soeben beschriebenen Bohr s geht aus Flg. 1 hervor ι hierbei wird ein susammenhängender flacher Materialstreifen. 20 m,B. von einer Vorratsrolle aus durch eine insgesamt mit 21 bezeichnete Station geleitet, die dazu dient, den Materiaistreif en zm verformen; bei dieser Station werden die inneren Walzen 22 usiä ?A durch einen Träger so unterstützt, daß sie mit auf &®r Außenseite angeordneten falzen 2? und 28 zusammenarbeiten. Renn das flache Material durch di© Station 21 geführt wird, wird der Materialstreifen in vorbestimmter »eise mit Ssndflanschen 30 und 32 versehen, wie ee in FIg₉ 2 gezeigt ißt· Ea es sich bei dem an der Station 21 durchgeführten Arbeitsgang im wesentlichen um einen Biegevorgang handelt» erhalten die aufgestellten Flansche 30 und 32 natürlich übor ihre cane© Breite eine gleichmäßige Dicke, und im übrigen verlaßt das Material die btstior 21 im wesentlichen in ¹OrTO eines flachen ütreifens*

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Δη der· Station 3Ί· zum formen des Bohrs sind iuitfcel vorgesehen, um die uandflansche 30 und 32 in eine sich verjüngende Querschnitteform zu bringen, wie sie in Fig· 3 bei 30a und 32a dargestellt ist. Dieser Arbeitsgang wird n±t Hilfe von falzen 35 und 36 durchgeführt, die mit einem ortsfesten Amboß 38 zusammenarbeiten. Ba sicu die Handflansche 30 und 32 im wesentlichen gleichmäßig nach außen verjüngen, können sie sich der Krümmung des mittleren Teils des otrelfens 20 anpassen, so daß der Material streifen a^if den zylindrischen Dorn 12 gewickelt werden kann. Damit seih dieser Arbeitsgang auf möglichst zweckmäßige Weise durchführen läßt, sind der Amboß 38 und die Walzen 35 und 36 zum Auswalzen der üandflansche möglichst in unmittelbarer Nähe der Berührungszone zwischen dem noch flachen Streifen 20 und der Zylinderfläche des Dorne 12 angeordnet, Gemäß Fl^. 1 stehen die Walzen 35 und 36 In I'lucktung niib der Achse d«s Dorne 12 und sind daher bezüglich der Breite des zugef'ihrten Streifens 20 einander nicht direkt gegenüber angeordnet· Diese Anordnung ermöglicht es, den Streifen schraubenlinienförmig aufzuwickeln, wobei die genaue lage des Streifens dadurc:' bestimmt wird, daß der Streifen zur Anlage an dem umlaufenden Dorn kommt.

Gemäß fig. 1 arbeitet die *alze 36 mit dem Amboß 38 zusammen, um den rechten ilanach 32 mit der sich verjüngenden Querschnitt«form zu versehen, wobei die Walze und der Amboß direkt an den ihnen zugewandten flächen dea Flansches angreifen. Die walze 35 arbeitet jedoch mit dem Dorn zusammen, wobei si· nicht nur an dem flansch 30 des zugefiihrten Streifens, sondern auch an der ersten Windung des Flansches 32 angreift, so daß

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sieh die aus--EIg*^, ersichtliche Anordnung

Statt öle ..alze 35 gemäß Fig. 1 so anzuordnen, daß sie dem --'flansch in Verbindung mit dem Amboß 38 eine sich verjüngende Quersclinittsförm verleiht, kann man diese walze auch vor der in Fig, 1 mit Vollinien wiedergegebenen Stellung zur Wirkung bringen, z.B. in der bei 35a mit gestrichelten Linien angedeuteten Unordnungj in diesem Falle wird der Flansch 30 in der in Fig. 3 bei 30a gezeigten Weise mit einem sich verjüngenden Querschnitt versehen, bevor der FlnascL· 30a mit dem Flansch 32a der vorangehenden windung in Berührung gebracht ??ird_f Die Waise 3& wird dann vorzugsweise in der in Fig. 1 bei 36a angedeuteten neise zur wirkung gebracht.

Der Amboß 38 und die üalse 36haben nicht nur die Aufgabe, den Flanschen 30 und 32 die in Fig. 3 bei 30a und 32a gezeigte Form zn geben, sondern sie dienen als Anschläge, Sie ein kontinuierliches Zuführen des schraubenlinienförmig aufzuwickelnden. Streifens auf den umlaufenden Dorn gewähreleisten. Ba sich di® Richtung des Zuführens des Streifens zur üntfangs— fläch© des Borns von der augenblicklichen Bewesunnsrichtung der rJmfangsfläcte des Doras unterscheidet, führt das entstehende fiohr natürlich ständig ein® gleitende Bewegung längs des Dorns aus.

Es sind Mittel vorgesehen, um dia einander zugewandten Flächen der sieh verjüngenden Flansche 30a und 32a miteinander zu verbinden, so dafc aus dem scr.raubenlinienförmig aufgewickelten Streifen ein zusammenhängendes, nach außen abgedichtetes Rohr entsteht. Gemäß Fig. 1 haben diese Mittel die Form von zwei

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Schweißelektroden 40 und 42, öle so geformt sind, daß sie die flansche 3öa und 3?.a fest aufeinander dr.'cken und die Flansche dadurch miteinander verschweißen., daß sie die Temperatur dei¹ Flansche erhöhen; au diesem i^week wird von einer geeigneten Stromquelle aus ein elektrischer Strom au den Schweißelektroden geleitet, natürlich, ist es möglich, den üchweißvorgang sau regeln, indem man den durch die Elektroden 40 und 42 auf die Flansche aufgebrachten i*ruclc, die Hinkelerstreekung der li'lektrocleri, den den Elektroden sugeflhr-ten Behweißstrom und die VorBcUubgese/.windigkeiti des Streifens 20 regelt, !ferner

^i bemerkt» daß es Rich bei dem V.ier- beec"' riebenen Scbweißvorgong lediglich um ein Beispiel für ein sweckmäßiges ¥er~ fahren handelt, mittels dessea die Flansche des Streifene einwandfrei miteinander verbunden werden können, wobei vorausgesetzt ist, daß sich die Flansche tatsächlich auf dies« ##ise miteinander verbinden lassen«

Gegebenenfalls kann man den die doppelte flicke dee Materialstreif ens 20 aufweisenden flansch 14, der durch das TerscT weißen der Plansche JOa und 33a entsteht, um^rerändert; lassen, ao daß er gegenüber dem fertigen Bohr radial nach außen vorspringt? in diesem !falle bildet der Flansch eine geeignete Vereteiftang für das fertige ilohr· ^at^;lrlieh kann man die erzielte Versteifungswirkung dadurcl variieren, daß man die Höhe der schraubenlinienförmigen Hippe und die Dicke der Hippe entsprechend wählt«

In manchen !fällen kann es sich ala zweelonliBig erweisen, die radial nach außen vorspringende se! raubenlinienförmige Rippe bzw· den J-^flansc3i 14 zu beseitigen! in diesem falle kann man eine

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Druckwalze $u in der aus Fig» 1 ersichtlichen &eise vorsehen, so daß dieae *.alze an dem !Flansch 14 angreift;» inn umlegt und ihn zur Anlage an der zylindrischen Außenfläche des Hohrs bringt wie es in Jig. 1 bezüglich des ifohrabschnitts IQb dargestellt ist· Iu diesem Falle hat das fertige iiohr im Bereich der Verbindungsstelle sswischen benachbarten windungen das in Fig. 5 gezeigte Aussehen, d.h. der !Plansch 14b ist flach an die Außenseite des Rohrs angelegt.

Um den Materialstreifen dem Dorn zuzuführen, kann man den -^orn drehen und den Streifen durch die üätze von Walzen 22, 24, 27, 28 sowie 35 vtnä 36 hindurchziehen. Da die Erfindung jedoch ihre vorteilhafteste Anwendung bei der. Herstellung relativ dünnwandiger ^phre findet, ist e's gewöhnlich zweckmäßig, die Walzen anzutreiben, welche die Bänder des Streifens U-förmig umbiegen, und auch die die aufgestellten Flansche verformenden salzen anzutreiben. Man kann die Walzen zweckmäßig derart antreiben, daß sie die auf den Streifen aufgebrachte Zugspannung verringern, doch richtet sieh..die tatsächliche Vor— Schubgeschwindigkeit.des Streifens nach der Drehgeschwindigkeit des Doms 12. Mit anderen Worten, man führt den Walzen . 35 und 36 und entweder den falzen 22 und 24 oder den P/alzen 27 und 28 Antriebsenergie in der Weis© zu, daß die Zugspannung in dem streifen zwischen den tValzensätzen sowie zwischen den Walzen 35 und 36 und dem Dorn erheblich geringer ist, als es der Fall sein würde, wenn iran den Streifen nur mit Hilfe der durch den umlaufenden i>orn aufgebrachten Spannung durch die Walzenaggregate ziehen müßte.

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eignet sich die ürrindung insbesondere zum Herstellen iron -Vhren aus Metall, z.B. aus Aluminium oder Aluminiumle- :"ienujgen, doch liegt es suf der iland, daß 3ie sich auch bei dor Urzeugung; von Kunststoffrohren anwenden lsßtj in diesem l'alle werden anstelle der iHelrbroderi 4-0 und 42 zum Zuführen des ücweißstroms za den -Flansciien elektrisch beheizte Organe vervrendet, mn die Plansche durch die Einwirkung von tVärme und ßruck miteinander zu verbinden.

Uie Zeichnungen und die vorsterende Beschreibung des erfindungsgeinäßen ^ohre sowie des Verfabrens und der Vorrichtung nach der ^findiing zum i*rzieugen solcher Hohre geben ein so vollständiges, klares und genaues Bild, daß hiernach jeder iachmann in der La^;e ist, die Erfindung anzuwenden.

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Patentansprüche t 809813/0497

Claims

" PAT S Vi* AKSFRiCHI ' - :..^>

, dadurch g e fc e a n ζ e ic Ii ^ e b , - daß es aus einem zusaminejihängend.ert iuia-fcftrialstreif en beaüe.t, der an seinen iängskanten schmale Jflansohe trägt , weiche so umge- "bQQen si ä, daß sis sick in der gleichen iLicLtunj; erstrecken, und daß der Materialstreireii zn einer .schraube rait sich. i>e-.rllirenden Findlingen, aufgewicfrelfe ist, wobei die äußeren Seitenflochen der Flansche benaeMiKirber ^/indungen im wesentlichen über Il?.re f?:anze Fläche miteinander verbunden "sind.

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2. iionr nach Anspruch 1, dadarcL & ekenhz e^i chn e t » daß die XLansclie einen, sich nach außen verdingenden haben.

3« Hobr nach ü-tispruch 1 oöer 2» dadurch g· e k e η η —

zeichnet, daß der- MaterJLalstreiferi aus '«etall besbeht

und die !«'lansche durch Hartloten, Äeichlöten oder ocbweißen miteinander verbunden sind.

4. Hohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ?. ©icanetr, daß der Materiaist reif en aus einem Kunststoff besteht.

( 5»y ITerfal ren zum Herstellen eines itohrs, dadurch gekennzeichnet» daß die Länj/sränder eines Materialstreifenß sa geformt werden, daß sie schmale !''lausche bilden, die sieb, allgemein^^ rechtwinklig zur Ebene des Material Streifens und in der gleichen lüchtung erstreckeri, daß die'!»'!ansehe; in -Ki^htung nach außen verjüngt; ausgebildet werden, um den mit den flansoken versebenen fcaterialstr elf en in dichtung auf eine

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■ schraubenlininenf örmige Gestalt vorzuspannen, daß der Materialstreifen zu einer «Schraube mt sich, berEhrenden «indungen aufgewickelt wird, wobei sich, die äußeren ^eifceiifläcliea der Flansche benachbarter windungen belehren-, und daß die ,Seitenflächen der Flansche miteinander verbunden werden.

6. Verfahren naeh Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der iiaterialstreif en kontinuierlich vorgeschoben wii'd, während das !'Omen und fer^".nr;en der Flansche und das Aufwickeln des Ifiaterlalstreifens erfolgt·

*/· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k β η η zeichnet, daß der Materialstreifen fest auf einen zylindrischen Born gewickelt wird·

8· Verfahren nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einander berührende Flansche zwiscnen Schweißelektroden hindurchgefühlt werden* um die Flansche miteinander zu verschweißen.

9· Verfahren nach .Anspruch 5 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß in das durch den aufgewickelten Materialstreifen, gebildete Rohr ein Hart- oder Weichlot eingebracht und das Hohr erhitzt wird, um die Flansche miteiander zu verbinden·

10. Verfahren nach ünspruet 5 "bis7» dadurch g e k e η η — zeichnet, daß der aufgewickelte Materialstreifen länge eines hohlen zylindrischen Dorne vorgeschoben und von einem End·

des !Jörns heruntergeßC; oben wird, während der aufgewickelte Streifen auf dem ^oru-gedreht wird, daß die Flansche in gegenseiticer Anlage zeitweilig aneinander befestigt werden, daß ein Hart- oder v.eichlot über die -Bohrung des Korns in das durch den oufgewickelten Streifen gebildete üohr eingeführt wird, und daß da« **Qb¥ erhitzt-.wird, um die Flansche miteinander zu verbinden.

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