DE1452443A1

DE1452443A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus Bandmaterial

Info

Publication number: DE1452443A1
Application number: DE19651452443
Authority: DE
Inventors: Wakefield Frederick I
Original assignee: Simplex Wire and Cable Co
Current assignee: SubCom Cable Systems LLC
Priority date: 1964-09-17
Filing date: 1965-09-16
Publication date: 1969-03-27
Also published as: US3331163A

Description

Patentanwalt

g. Wilhelm Seichel „

Fiankfurt/Mcrin-1 ψ#* " Simplex Wire and Oable Company, Cambridge, Massachusetts, U.S.A Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus Bandmaterial

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Rohren und ist im besonderen auf eine Vorrichtung gerichtet, die beim letzten Arbeitsgang eines Verfahrens zur Herstellung von Rohren aus Bandmaterial Verwendung finden kann.

Die Vorrichtung wurde zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung extra welcher Aluminiumfohre entwickelt, die ihrerseits bei der Herstellung aluminiumummantelter Kabel benötigt werden. Sie Vernichtung wird daher an-fcand dieses Anwendungsgebietes beschrieben. Ihr Anwendungsbereich 1st darin jedoch nicht erschöpft.

Durch die US-Patentschrift 3 023 300 ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumrohren aus Bandmaterial bekannt geworden. Sech diesem Verfahren wird ein Aluminiumband beliebiger Länge Mehrere Haie hintereinander gebogen, so da β des Band einen kreisförmigen Querschnitt erhält und die Längskanten des Streifens aufeinander zu gebogen werden und schließlich aneinander stoßen. Die längsnaht des so hergestellten Rohres wird dann verschweißt oder auf andere Welse abgedichtet.

Um dafür zu sorgen, daß das fertige aluminiumummantelte Kabel die geförderten mechanischen und elektrischen Eigenschaften erhält, ist es notwendig, das Aluminiumrohr sehr gleichmäßig und alt sehr engen Toleranzen herzustellen. Hierzu 1st es wichtig, daß die Naht direkt unter dem Schweißbrenner entlang läuft« und daß die Kanten des Bandmaterials, die aneinanderstoßen, euoh immer miteinander in Berührung bleiben. Um nun diese Gleichförmigkeit zu erzielen, ist es notwendig, des

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Verschweißen der Bandkanten unmittelbar hinter dem Sohrltt vorzunehmen_v In dem das Band zur Herstellung des Rohres durch Biegen In sich geschlossen wird. Dadurch wird das Rohr aber beim letzten Biegevorgeng, also beim Schließvorgang, erheblichen Temperaturen ausgesetzt, so daß auch die Vorrichtung, die zum endgültigen Zusammenbiegen des Bandes zu einem Rohr erheblichen Temperaturen ausgesetzt 1st, denen sie widerstehen muß.

Während der ersten Biegeschritte ist es verhältnismäßig einfach, die Längskanten des Bandes in Ihrer gegenseitigen Stellung zueinander zu halten, da die Längskanten hierbei noch nicht aneinander anstoßen« Eine Vorrichtung, die für diese anfänglichen Biegungsschritte häufig verwendet wird, besteht aus zwei Profilwalzen,, deren Kanten sich dicht gegenüberstehen. Der Raum zwischen diesen beiden Walzen definiert die Gestalt,, in die das BAnd gebogen werden soll»

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Der letzte Biegesekritt, in dem das Band vollständig zu einem Rohr geschlossen wird, ist dagegen schwieriger_a Hier genügen echoη kleine Schwankungen des Biegedrucke auf das Band, um die Längskanten des Bandes nicht mehr aneinander stoßen zu lassen« Bisher sind hierfür Drückwalzen und auch Matrizen verwendet worden. Wenn die Drückwalzen jedoch nicht ganz genau konzentrisch gelagert sind, schwenkt die von ihnen ausgeübte Biegekraft, wenn sich die Druckwalzen drehen. Wenn darüber hinaus das Profil der Drückwalzen n*aht absolut gleichmäßig ist; werden auf das gebogenen Rohr Drehmomente ausgeübt, so daß sich das Rohr verdreht und die Naht nicht mohr unter dem Schweißbrenner vorbeiläuft. Die Verwendung von Matrizen hat dagegen den Nachteil, daß die Oberfläche des Rohres häufig abgenutzt wird, und daß ein starker Zug auf das fertig gebogene Rohr notwendig ist, um die Reibung zu überwinden. Durch die dabei entstehende Spannung kann sich das Rohr dehnen, und durch diese Drehung wird widerum der Querschnitt des Rohres ungleichmäßig. In manchen Fällen kann das Rohr dadurch sogar reißen, (ten hat auch versucht, solche Matrizen aus den

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verschiedensten Materialien herzustellen. Ein Material aber, das die Oberfläche dee Rohres nicht beeinträchtigt und gleichseitig hohen Temperaturen widerstehen kann, 1st einem derartigen Verschleiß ausgesetzt» daß sich seine Verwendung aus wirtschaftlichen Gründen verbietet.

Ziel der Erfindung iet daher eine Vorrichtung, mit der ein bereits vorgebogenes Bandmaterial vollständig zu einem Rohr geschlossen werdenkann, ohne daß die eben geschilderten Nachteile oder Ungleichmäßigkeiten im fertigen Rohr zu befürchten sind. Diese Vorrichtung soll sich weiterhin schnell und wirtschaftlich für das Schließen von Rohren von unterschiedlichem Durchmesser einstellen lassen, sofern die erforderlichen Rohrdurchmesser nur Innerhalb eines vernunftigen Bereiches liegen* Schließlich ist die Erfindung noch auf ein Verfallen zur Herstellung von Rohren aus Bandmaterial gerichtet, nach dem solche Rohre wesentlich gleichmäßiger als nach den bisher gekannt en Verfahren hergestellt werden können.

Diese Ziele der Erfindung werden dadurch erreicht, daß vorgebogenes Bandmaterial zwischen Quetachblöeken hindurchgeführt wird, die auf die Seiten des vorgebogenen Bandes ehe Kraft ausüben, die Längakanten des Bandes zu einem Rohr zusammenbiegen und den endgültigen Querschnitt des Rohres fixierenα Unter einem "vorgebogenen Bandmaterial¹¹ soll hier ein Materialband beliebiger Länge verstanden werden, aus dem das Rohr hergestellt wird. Dieses Materialband 1st bereits derart gebogen worden, daß sein Querschnitt kreisbogenförmig geworden ist, so daß bei einer weiteren Biegung um die Längsachse herum die Längskanten des Bandmaterial zusammenstoßen können und aus dem Band ein Rohr entsteht.

Die verwendeten Quetechblöcke weisen konkav-zylindrisch ausgebildete, sich gegenüberstehende Stirnflächen auf, die dem äußeren Umriß des Rohres angepaßt sind. Sie liegen daher über eine vorgegebene Länge am Rohr en. Nur der aller oberste Teil

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und der slier unterste feil dee Rohres bleiben frei. Be ist günstig, iiiBiai die Quetschblöcke aus Kohle hergestellt sind, de ein solches Material weiches Aluminium nicht eindrückt und außerdem hohen Temperaturen widerstehen kann;, die von dem in unmittelbarer Nachbarschaft angeordneten Schweißbrenner hervorgerufen werden. Um den Verschleiß der Kohle zu kompensieren und um gleichseitig über eine längere Zeit einen konstanten Druck ausüben zu können, sind die Quetschblöeke gleitend montiert und mittel® einer Druckfeder vorgespannt«

Daβ Bohr ist in vertikaler Richtung zwischen den Quetechblöcken durch Bollen festgelegt, die das Rohr tangential berühren und dofür sorgen, daß das Bohr durch den seitlichen Druck der Quetsehblöoke nicht zusammengedrückt werden kann. Es werden Bollen von nur kleinem Durchmesser verwendet, um die Auswirkung eines.· exzentrischen lagerung der Bollen möglichst klein zu haltern. Außerdem ist es dadurch möglich, den Schweißbrenner genz dicht en der Stell© anzuordnen, an der sich die Bohrkanten zum ersten Mal berühren. Außerdem sind diese Bollen verhältnismäßig lang ausgeführt, so daß die Lager, in denen diese Bollen laufen, durch Erwärmung nicht beeinträchtigt werden.

Auf diese Weise kann ein vorgebogenee Band unter Vermeidung der Nachteile der bisherigen Vorrichtung und Verfahren zu einem vollständigen Bohr zusammengebogen werden.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

Figur 1 ist eine Schrägansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung in ihrer Verwendung bei der Herstellung von Bohren.

Figur 2 ist ein teilweise geschnittener Seitenriß einer Vorrichtung nach der Erfindung·

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Figur 3 ist eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Figur Figur 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 aus Figur 3.

!Tun soll auf die Figur 1 Bezug genommen werden· Sort läuft ein Aluminiumband 12 durch eine Vorrichtung 14 hinduroh, in der die Längskanten des Bandes nach oben gebogen werden, so daß ein vorgebogenes Band 16 entsteht. Sas vorgebogene Bend 16 wird dann durch eine Vorrichtung 18 hindurch geführt, in der das Band 16 zu einem geschlossenen Bohr fertig gebogen wird, und anschließend durch eine Schweißvorrichtung 20, die es als fertiges Bohr 22 verläßt. Sa für die Vorrichtung 14 zum Vorbiegen und für die Schweißvorrichtung 20 jede bekannte, kommerziell erhältliche Vorrichtung verwendet werden kann, sind diese beiden Vorrichtungen in der Figur 1 nur ganz schema tisch dargestellt worden.

In den Figuren 2, 3 und 4 ist die Vorrichtung 18, in der das vorgebogene Band zu einem geschlossenen Bohr fertig gebogen wird, in ihren Einzelheiten dargestellt. Ser Aufbau 1st zu einer vertikalen Ebene symmetrisch, die durch die Achse geht, um die herum des Bohr gebogen wird. Sie sich dadurch ent» sprechenden Teile sind daher mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Sie ganze Vorrichtung sitzt auf einer flachen, langgestreckten Grundplatte 24, die an jeder Ecke mit einer Bohrung 26 versehen ist, so daß man die Vorrichtung an einer Werkbank oder auch anderswo befestigen kenn. In der Mitte der Grundplatte 24 befindet sich ein herausragender Teil 28. An den beiden Enden dieses Teiles 28 sind mittels vierer Schrauben 32 zwei senkrecht stehende Platten 30 befestigt, die parallel zueinander stehen. Oben In der Mitte einer jeden Platte 30 ist jeweils eine Bohrung 35 angebracht, durch die eich eine große, hohle Buchse 34 erstreckt. Sie beiden Bohrungen 35 sind so aufeinander ausgerichtet, daß eine Achse durch sie parallel zur Grundplatte 24 verläuft . Am Inneren Ende einer jeden Buchse 34 ist ein rechteckiger Block 36 starr befestigt, von denen jeder eis Lagerhaltung für zwei horizontale Bollen 40

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fungiert, die zwischen den beiden Blöcken 36 gehaltert sind. In jedem der beiden rechteckigen Blöcke 36 sind zwei Lager 38 eingesetzt, die so angeordnet sind, daß sie jeweils die nebeneinander liegenden Enden der Bollen 40 derart aufnehmen können, daß die Hollen 40 parallel zur Grundplatte 24 verlaufen und von der Achse durch die Buchsen 34 immer gleichen Abstand haben« Die Buchsen 34 sind in den Bohrungen 35 drehbar gelagert, so daß durch eine Drehung der Blöcke 36 der senkrechte Abstand einer jeden Rolle 40 von der Achse durch die Buchsen 34 veränderbar ist, während andererseits ihr gegen» seitiger vertikaler Abstand von dieser Achse konstant bleibt» Sie Drehung der Buchsen 34 und der Blöcke 36 kann durch vier Stellschrauben 42 unterbunden werden, die durch vier Halterungen platten 44 hindurchgehen von denen jede an den Seiten einer jeden Platte 30 mit zwei Schrauben 46 angeschraubt ist. Um die Rollen 40 in ihre richtige Lage zu bringen, werden die Stellschrauben 42 gelockert. Anschließend werden sie wieder so lange angezogen, bis sie die Seiten der Blöcke 36 erreichen.

Durch die Mitte einer jeden Buchse 34 geht eine kleinere, hohle Buchse 48 hindurch deren äußeres Ende mit einem Gewinde versehen ist, auf dem eine Sechskantmutter sitzt. Innen 1e> jede Buchse 48 mit einer Schulter 52 versehen, die an der Buchse 34 anliegt, wenn die Mutter 50 angezogen wird. Auf diese Weise kenn die Buchse 48 an der Buchse 34 befestigt werden. Unmittelbar neben der Schulter 52 endigt jede der Buchsen 48 in einem Plansch 53 mit quadratischem Querschnitt. Am Ende eines jeden der Flansche 53 sind paarweise Führungsgebein 54 mittels der Schrauben 55 angeschraubt, und zwar so, daß die Führungsgabeln 54 bündig mit dem Endflensch 53 abschließen, und ihn en allen Kanten umgeben, ohne jedoch bis zur Flanschmitte zu reichen. Diese paarweise angebrachten Führungsgabeln 54 bilden zusammen einen hohlen Raum 57, der sich von der Buchse 48 hinweg erstreckt und einen konstanten Querschnitt jfeat, der gleich dem Querschnitt des Flansches 53 ist. Jeder dieser hohlen Räume dient als Führung für einen Block 56 aus kohle, dessen Quer-

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schnitt etwas kleiner als der Querschnitt dee hohlen Saumes 57 ist, ao daß der Kohleblook 56 in seinem Führungsraum 97 frei in horizontaler Richtung bewegbar ist·

Jeder Kohleblock' 56 trägt in derjenigen Stirnfläche, die zu den Flanschen 53 blloken, eine zentral angeordnete Vertiefung 62, in der eine Feder 60 angreift» Die Feder 60 dient dazu, den Kohleblock 56 zur Mitte der Vorrichtung 18 hin zu drucken. Sas Ende der Feder 60 8m Flansch 53 ist durch einen Ansatz 64 in seiner Lege festgelegt. Dieser Ansatz 64 sitzt am Ende einer Schraube 66, die sich durch des Innere der Buchse 48 hindurchschrauben läßt. Die Stellung des Ansatzes 64 innerhalb des Führungeraumes 57 kann durch Drehen der Schraube 66 rerändert werden. Wenn sich die Stellung des Ansatzes 64 nicht verändern soll, wird eine Sechskantmutter 68, die außen auf die Sohraube 66 aufgeschraubt IA₉ gegen die äußere Stirnfläche der Buchse 48 festgezogen. Durch eine Änderung der Stellung der Ansätze 64 innerhalb des Führungsraumes 57 kann der auf die Kohleblöcke 56 ausgeübte Druck eingestellt werden«

Die Stirnflächen der Kohleblöcke 56, die sich in der Mitte der Vorrichtung 18 gegenüberstehen, sind als konkave Zylinderflächen ausgebildet, von denen jedoch jede weniger ale einen Halbzylinder umfaSt. Der Durchmesser dieser teilzylindrischen Stirnflächen kann dadurch geändert werden, daß man andere Kohleblöcke 56 einsetzt, deren Stirnflächen den gewünschten Verlauf haben. Es 1st wichtig, daß sich die oberen und unteren Vorderkanten der Kohleblöcke 56 nicht berühren, wenn die Stirnflächen der Kohleblöoke koaxial zueinander angeordnet eind, da die Wirkungsweise der Vorrichtung auf der horizontalen Bewegung der lohleblöoke unter dem Druok der Federn 60' beruht, die notwendig let, ue den Verschleiß dar Kohleblöcke zu kompensieren.

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Wenn man die Vorrichtung in Betrieb nimmt, wird zuerst der Durchmesser des herzustellenden Rohres bestimmt. Hierzu ist es günstig, wenn eine AnEahl genormter Rohre mit verschiedenen !Durchmessern als Lehren zur Verfugung stehen. Nun werden in jeden Führungskanal 57 Kohleblöeke eingesetzt, deren vordere Stirnflächen in ihrem Verlauf dem ausgesuchten Lehrenrohr entsprechen. Daraufhin wird auf beiden Seiten die Federspannung so eingestellt, daß auf die Kohleblöcke der richtige Druck ausgeübt wird. Dieser Druck wird sich mit der Art und der Dicke des Bandleterials ändern, aus dem das Rohr hergestellt werden soll. Dieser Federdruck sollte aber nicht größer als notwendig sein, um die Längskanten des vorgebogenen Bandmaterials zum Aneinanderstoßen zu bringen.

Als nächstes wird die Lage der Rollen 40 so eingestellt, daß der senkrechte Abstand einer jeden Rolle von der Achse des von den Stirnflächen der Kohleblucke gebildeten Zylinders gleich dem Außenredius des Rohres ist, das hergestellt werden soll. Wie bereits erklärt wurde, werden hierzu die Schrauben 42 gelockert und die Lagerblöeke 36 gedreht. Dabei ist auch eine Drehung der inneren Buchsen 48 und damit der Konlebiöcke 56 sehr wahrscheinlich. Diese Drehungen können jedoch wieder korrigiert werden, wenn die Schrauben 42 wieder festgezogen worden sind, und anschließend kann man alle Einstellungen noch einmal Überprüfen, daß man zwischen die konkaven Stirnflächen 58 ein Lehrenrohr einsetzt. Wenn die Vorrichtung richtig eingestellt 1st, werden die Muttern 50 und 58 festgezogen, und die Vorrichtung 1st betriebebereit.

Ein vorgebogenes Band 16, das aus einer Vorbiegevorrlehtung 14 kommt, wird zwischen konkaven Flächen 58 hindurohgeführt. Dort werden die Längskanten des Bandes so zusammengebogen, daß sie aneinander stoßen. Die Naht des so entstandenen Rohres wird dann verschweißt. Das fertige Rohr 22 wird dann auf seine Rundheit hin überprüft, sowie darauf, ob die Kanten an der

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Saht such wirklich aneinander stoßen. Wenn irgendwelche Unregelmäßigkeiten entdeckt werden, kann die Einstellung der Vorrichtung nachgestellt werden· So kann es beispielsweise notwendig werden, die Federspannung nachzustellen, wenn die Saht zu breit ist. Solche Korrekturen können aber von jedermann durchgeführt werden, der mit der Handhabung von Vorrichtungen dieser Art vertraut 1st.

Sie Erfindung 1st nur in Verbindung mit der Herstellung von Aluminiumrohren beschrieben worden. Sie 1st darauf jedoch nicht beschränkt. Man kann die Vorrichtung nach der Erfindung und das ihr zu Grunde liegende Verfahren auch für die Herstellung von Bohren aus anderen Materialien wie beispielsweise Kupfer anwenden. Man kann auch auf die gleiche Welse Bohre um einen Kern oder um mehrere Drahtadern herum biegen. Hierzu sind nur geringfüge Änderungen notwendig.

Die bei der Herstellung von Bohren aus weichem Aluminium verwendeten Blöcke sind als unter Federspannung stehende Kohlenblöcke beschrieben worden. Man kann auch Blöcke aus einem anderen Material verwenden, sofern dieses Material nur den Anforderungen genügt, die durch das Bandmaterial und durch die hohen Temperaturen gegeben sind. Wenn der Abrieb des für die Blöcke verwendeten Materials im Gegensatz zu Kohle nur gering 1st, kann man auch die Federn hinter den Blöcken weglassen. In diesem Fall müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die Lage der Blöcke innerhalb ihrer Führungen genau einstellen zu können.

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Claims

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Fe t entsnsprüche

liejrorrichtung zum kontinuierlichen Zusammenbiegen eines vorge=* bogenen Materialbandes zu einem geschlossenen Rohr, da» durch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der Lage des zu schließenden Rohres zwei Vorrichtungen (40) auf entgegengesetzten Seiten des Rohres angeordnet sind, die quer zur Achse des zu schließenden Rohres verlaufen und von dieser Achse einen Abstand haben, der dem Außendurchmesser des fertigen Rohres entspricht, daß zwei SchlieSvorrichtungen (56) mit sich gegenüberstehenden, konkav ausgebildeten Stirnflächen (58) längs der Achse des zu schließenden Rohres angeordnet sind, daß diese Stirnflächen eteen Oberfläehenteil von jeweils weniger als 180° eines Zylinders bilden, der mit dem zu schließenden Rohr koaxial angeordnet ist und einen Radius aufweist ₉ der gleich dem Außenradius des fertigen Rohres ist, und daß die beiden Schließvorrichtungen (56) in der Mitte zwischen den beiden Vorrichtungen (40) zur Fixierung der lage des Rohres an» geordnet sind.

2« Vorrichtung neon Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorrichtungen zur Fixierung der Lage des Rohres zwei parallel angeordnete Rollen (40) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schließvorrichtungen (56) jeweils eine Feder (60) enthalten, so daß die beiden Schließvorrichtungen gegeneinander angedrückt sind.

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