DE1752592A1

DE1752592A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Rohren mit gewellten Wandungen

Info

Publication number: DE1752592A1
Application number: DE19681752592
Authority: DE
Inventors: Joseph Charvet
Original assignee: FR DES TUYAUX METALLIQUES FLEX
Current assignee: FR DES TUYAUX METALLIQUES FLEX
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1968-06-20
Publication date: 1971-07-29
Also published as: FR1534868A; CH522455A; BE716666A

Description

DlPU-INe, DR. IUR. DIPL.-IN6. VOLKER BUSSE DIETRICH BU88E

08NABROCK₄ den 19· Juni 1968

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SOCIETL· FRAIIKCAISE DES TUYAUX METALLIQUES FLEXIBLES, 18 Rue Commines, 75-Paris Illene - Frankreich

Verfahr4en und Einrichtung zur Herstellung von Rohren mit gewellten Wandungen

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von biegsamen oder flexiblen., schrauben- bzw. spiralförmig gewellten Rohren.

Ls ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein schrauben- bzw. spiralförmig gewelltes Rohr ausgehend von einem starren bzw. festen, glatten Rohr durch fortschreitendes Verformen hergestellt wird. Dabei wird ein starres Rohr aus Metall zu einem biegsamen oder flexiblen Rohr mit schrauben- bzw. spiralförmigen Wellungen mittels einer Einrichtung verformt, die eine im Innern des starren Rohres angeordnete Supportwelle umfaßt, die von einer Schraube mit progressiver Steigung begrenzt ist, deren Gewinde durch eine Anzahl von Kugeln ersetzt ist, die das Material spiralförmig nach außen drücken^ 3owie ein an der Außenseite des Rohres vorgesehenes Gehäuse bzw. Kfifig aufweist, das mit Rollen mit progressiv zunehmender Spurbreite versehen ist, die das Metall spiralförmig zwischen den durch die Innenschraube vorgeformten Bahnen naah innen drücken.

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Die beiden Teile dieser Einrichtung wirken gleichzeitig auf dia gleiche Region das Erzeugnisses mittels zwei radialen Bereichen sntgegengesetzter Pdchtung ein und führen eine gleichzeitige Drehbewegung mit gleicher Geschwindigkeit urn. das Ausgangsrohr ' aus, das selbst keine Drehbewegung ausführt.

Die wesentlichen Nachteile hierbei bestehen in der großen Ausladung der inneren Lupportwelle, Vielehe Torsionsmomente entstehen läßt und eine sehr feine Einstellung der Einrichtungsteile er-P fordert, um Beschädigungen des Rohres durch Verwinden beim Einführen in den Käfig zu vermeiden, ferner in der geringen Herstellung- bzw. Arbeitsgeschwindigkeit durch Totzeiten infolge der geringen Länge des Erzeugnisses, weiterhin in Jen hohen Anforderungen an die Qualität und die Toleranz, insbesondere hinsichtlich der Zentrierung der festen bzw. starren Ausgangsrohre, die nahtlos gezogen oder geschweißt und nachgezogen sein nüssen, sowie im Angreifen des lletalls durch die Innenschraube und in den erhöhten Kosten der Werkzeuge selbst.'

Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Verformung ces Rohres durch tlußeres Einwirken in radialer Pdchtung und durch äußeres Einwirken in im wesentlichen axialer richtung, wobei diese beiden Vorgänge vorzugsweise, jedoch nicht notwendlgerweise nacheinander in dem gleichen Bereich des Rohres vorgenorxien wer- ^ den. Die erste Verformung ist ein Zlehvorgan^;, :1er die UeI-φ lungen mit fortschreitend zunehmender Tiefe bildet, und die

-* zweite Verformung ist ein mit einem Faltvorgang vergleichbarer · ·

^ ' Vorgang, der durch Zusammenpressen der Planken der durch den 4t ersten Arbeitsgang erhaltenen Wellungen in einer im wesentlichen zur Rohrachse parallelen Richtung ausgeführt wird. _BAD original

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Dieses neue Verfahren resultiert aus der Erkenntnis, daß es riüjlicli ist. einen Hohlaylincer ohne innere Unterstützung zu vorfor:.:Gn, wenn dieser vollständig von einer das Profil tragenden Außenforn ur.igeban ißt, das sur LicherstelluiiG der gleichmäßigen Progressivität der Verformung ausgelegt sein muß, um für den zu verfornenden Rohrteil permanente Berührungspunkte zu erhalten, und wenn nan dem Hohlzylinder und der Außenform eine relative Drehbewegung und eine Translationsbewegung in axialer Richtung erteilt.

Einer der für diese Arbeitstieise charakteristischen Vorteile liegt in der Ermöglichung der Verformung von Rohren r.it weitaus dünneren ^T..^rau düngen als bisher, d.h. nit I/andungstärken unterhalt 1/10 rcn.

Line Ausführung der Erfindung, bei der die beiden Arbeitsgänge, d.h. der Ziehvor.'jang und die Pressung mit denselben Uerkzeug im Ralimen der 'Jrfinäung gleichseitig ausgeführt werden, erhöht un ein beträchtliches Haß die Schwierigkeiten der Einstellung und Bearbeitung bzw. Formgebung und somit den Herstellungspreis der Uerkzeug·- einrichtung und bedingt in den meisten Fällen eine zu unvermittelte ' Verformung des Materials des Werkstücks.

Die Einrichtung zur bevorzugten Ausführung des Verfahrens weist vorteilhaft wenigstens zwei Teile auf, wobei ein erster Teil den progressiven Tiefziehvorgang in radialer Richtung nach innen sicherstellt, und so wenigstens zwei in Bezug auf die Außenfläche ■ des glatten Aus&ngsrohres konkave, schrauben- bzw. spiralförmige Windungen erzeugt, und wobei der zweite Teil die Pressung der

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gegenüberliegenden Flanken der konvexen VJindung übernimmt, die in dem und durch den Zwischenraum zwischen den beiden aus dem vorhergehenden Arbeitsgang resultierenden, konkaven Windungen gebildet v/erden. Diese Pressung ist vorzugsweise progressiv.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung besteht das den ersten Teil der Einrichtung bildende Ziehwerkzeug aus einem Werkzeug in Form einer Mutter, d.h. einer . Muffe mit Innengewinde, deren Gewinde einen gleichmäßig abnehmenden Bohrungsdurchmesser aufweist. Dieses Gewinde kann entsprechend der gewünschten Tiefe des Ziehvorganges und der gewünschten Steigung einen oder mehrere Gewindegänge haben.

Das zweite Werkzeug, das die Funktion hat, die durch den ersten Arbeitsgang erzeugte Wellung fortschreitend zu falten, bildet ebenfalls eine Art Mutter, deren Gewinde einen konstanten, dem Bohrugnsdurchmesser am Ausgang der ersten Mutter gleichen Bohrungsdurchmesser besitzt, so daß sie keine radiale Ziehwirkung mehr ausübt, sowie eine vorzugsweise gleichmäßig abnehmende Steigung zur Erzeugung der Pressung auf die Flanken der Wellungen aufweist, und, soweit es erforderlich ist, einen gleichmäßig zunehmenden Gewindekerndurchmesser besitzt.

' Die Einrichtung kann ein drittes Werkzeug aufweisen, dessen Funktion in einfacher V/eise in der Kontrolle der Endbearbeitung besteht und'das von einer einfachen Mutter gebildet ist, deren Gewinde "'· eine konstante Steigung sowie konstante Bohrungs- und Gewindekern-

durchmesser besitzt^₁₀₉₈₃₁Z₀₈₃₃
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Es ist einleuchtend, daß eine Bearbeitung, wenigstens für bestimmte Materialen von Ausgangsrohren, möglich ist, bei der nur die erste und die dritte Mutter verwendet wird, welche dann die Pressung übernehmen, die jedoch in diesem Falle sehr grob ist; im allgemeinen ist es ratsam, die zweite Mutter beizubehalten, die die Progressivität bzw. Zunahme der Pressung sicherstellt, und die Funktion der dritten Mutter gegen Hull gehen läßt.

Hit Hilfe dieser Einrichtung samt verschiedener Abwandlurf&n ist die Erfindung anwendbar bei Rohren oder Bändern aus jedem verformbaren Material, sowohl Metall als auch Kunststoff.

Die Ausführung der Zieh- und/oder Preßvorgänge, insbesondere im Falle aer Verwendung von Rohren aus thermoplastischein Kunststoff, können Vorrichtungen mit angemessener Vorwärmung erfordern, um das Erzeugnis auf die geei3nate Arbeitstenperatur zu halten.

Die beiden oder die drei Teile der Einrichtung können aus einem einzigen Block gearbeitet oder lediglich miteinander verbunden sein.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß in einer vorhandenen Maschine die alte Einrichtung durch eine erfindungsgemäße ersetzt werden kann, daß die innere Supportwelle und Ihre llachteile entfallen, insi-· besondere das Angreifen des Metalls auf der Rohrinnenseite, die Gefahr von Beschädigungen durch Vordrehen, das Erfordernis der Verwendung von nahtlosen Ausgangsrohren und der gewichtsmäßig die Mutternwerkzeuge übertreffende Käfig alter Art in Fortfall kommen, daß die relative Einstellung der inneren und äußeren V/erkzeuge vermieden

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ist, daß es möglich ist, nicht nur von geschweißten Rohren auszugehen, sondern auch von einem Bandstreifen* der zwecks 3il~ dung des Aus~an£srohres kontinuierlich geschweißt v.urde und daß man den Arbeitsgang kontinuierlich durchführen kann.

Die Erfindung ist nicht auf eine sinusförmige ^T:,^Teller.forn beschränkt. Man kann in der Praxis das Gewindeprofil der Muttern verändern.

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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung dargestellt, ohne daß beabsichtigt ist, den allgemeinen Umfang der Erfindung auf Einzelheiten oder durch die in dem Beispiel zur Veransehauliellung gewählten Einzelheiten zu bescarUnken. Die Zeichnung veranschaulicht ein dreiteiliges . Werkzeug im Axialschnitt, sowie das Erzeugnis in einer Ansicht.

Das in der Zeichnung dargestellte Werkzeug umfaßt drei, mit 1,2 und 3 bezeichnete, zusammengesetzte Werkzeugteile. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung wird dem Block der Werkzeuge 1,2,3 einerseits und dem Erzeugnis 4 andererseits eine relative Drehbewegung zur Achse X-X' erteilt, wobei der Block in seiner Translationsrichtung festgelegt ist, um den Vorschub des Erzeugnisses zu ermöglichen.

Das Gewinde der Ilutter 1 hat eine konstante Steigung, während der Bolirungs durchmesser gleichmäßig abnimmt, wie das aus dem Schnitt bei 5,6.7 und 8 ersichtlich ist. Das Gewinde der !!utter 2 hat einen konstanten Bohrungsdurchmesser, wie das bei 9 und 10 veranschaulicht istj der Durchmesser an Boden der Gewinderippen nimmt im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu, wie das bei 11 und 12 ersichtlich ist. Das Gewinde der Ilutter 3 hat, wie das ebenfalls dargestellt ist, konstante Bohrungs- und Gewindekerndurchmesser und eine konstante Steigung.

Die Punktion ist folgende:

Die vortelhafteste, durch die Erfindung ermöglichte Arbeitsweise · besteht im Gegensatz zu den früheren Verfahren darin, daa Werkzeug

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keine Translationsbewegung ausführen zu lassen und entweder das Werkzeug oder das Erzeugnis in Drehung zu versetzen, so daß man beliebig lange und weitaus größere Rohre als bei den bekannten Verfahren verarbeiten kann. Selbst wenn man von einem Bandeisen ausgeht, das man vor seinem Einführen in das Werkzeug schweißt, kann man praktisch kontinuierlich arbeiten. Die Drehbewegung des Erzeugnisses bewirkt dessen Vorschub in der ortsfesten Werkzeugvorrichtung.

Das erste Werkzeug erzeugt schrauben- bzw. spiralförmige Wellungen mit progressiv zunehmender Tiefe und konstanter Steigung. Das zweite Werkzeug führt durch hinwirken auf die Flanken der Vieilen deren Zusammendrücken herbei und erzeugt außerdem eine progressiv abnehmende Steigung. Das dritte Werkzeug spielt infolge des Vorhandenseins des zweiten Werkzeugs nur eine beschränkte Rolle, da es weder auf die Steigung, noch auf die Tiefe der Wellungen Einfluß hat.

Es sei bemerkt, daß im Prinzip die Gewinderippen der drei Werkzeuge sich theoretisch aneinander anschließen sollen, wobei das äußere Ende der vorhergehenden mit dem Anfang der nachfolgenden Gewinderippe zusammenfällt.

Für spezielle Verwendungen ist es von Interesse, die Diskontinuität der Raumkrümmung an der Anschlußstelle zu vermindern.

Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die drei Werkzeuge in ihrer ' Zusammenbaustellung nicht notwendigerweise mit ebenen Flächen senkrecht zur Drehachse aneinanderliegen müssen. Andererseits

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ist es möglich, die äußeren Enden von zwei zu verbindenden Geviinderippen durch eine relative Drehbewegung gegeneinander leicht zu versetzen. Durch Kombinieren dieser beiden Ilaßnahmen vermindert man die Diskontinuität in einem solchen Ilaße, daß ein Nacharbeiten in den meisten F-ällen vermieden und in jedem Fall in ihrem Ausmaß reduziert werden kann.

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Claims

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Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bearbeitung eines glatten Rohres zur Bildung

j eines biegsamen oder flexiblen Rohres mit schrauben- bzw. spiralförmigen Wellungen, bei dem die Verformung durcl" Tiefziehen vor, 3-nommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Ausgangsrohres durch äußeres Einwirken in radialer Richtung und durch äußeres Einwirken in im wesentlichen axialer Richtung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitsgänge in demselben Bereich des Rohres nacheinander vorgenommen v/erden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein V/crkaeug (1) mit einer allgemein konischen und im Vorschubsinn konvergierenden Innenform aufweist, dessen wirksame Bereiche (5,6,7,8) eine schrauben- bzw. spiralförmige Gestalt mit konstanter Steigung haben.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest ein zweites V/erkzeug (2) mit einer allgemein zylindrischen Innenform aufweist, dessen wirksame Bereiche (9,10) eine schrauben- bzw. spiralförmige Gestalt mit abnehmender Steigung besitzen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,daß

sie wenigstens ein weiteres Werkzeug (3) mit einer allgemein

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zylindrischen Innen for::, aufv/eist, deren vrirksame Bereiche eine schrauben- cz\-:, s'piralfrmi.^f;e Gestalt nit konstanter Steigung habc-n.

G. ^inriCiViuiv: nach Anspruch j, dadurch ^kennzeichnet, daß aas jv;eite "^:.;erk~eu^ (2) den ersten /Jerkzeu-j (1) und das vioitere '..*erhjuu_; (3) den zv;eiten V*erkseu;_; (2) nachteordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, b oder 7, dadurch gekennzeichnet, caß die .."erk2eur;e die Crundforu einer !mutter haben.

o. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch rekennseichnet₃ daß die Iverkzeuse bau. !!uttern jeweils su zvjeien an ebenen, zur Achse geneigten Flächen untereinander verbunden sind.

9. Linrichtun^ nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der beiden schrauben- bzw. spiralförmigen Geviindezü^e der beiden miteinander verbundenen Iluttern durch Verdrehen gegeneinander versetzt sind. (

10. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein in Translationsrichtung freistehendes Werkzeug mit einer allgemein konischen ..und im Vorschubsinn konvergierenden Innenform aufweist, dessen wirksame Bereiche eine schrauben- bzw. spiralförmige Gestalt mit konstanter Steigung haben.

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