DE1916357A1 - Device for the continuous production of tubes with annular shape corrugation - Google Patents
Device for the continuous production of tubes with annular shape corrugationInfo
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Description
Kabel -und Metallwerke Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
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Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren mit Ringformwellung Device for the continuous production of tubes with ring shape corrugation
Die Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Wellen dünnwandiger, insbesondere längsnahtgeschweißter Glattrohre, in deren Gehäuse koaxial zu dem durchlaufenden Glattrohr ein Wellerkopf drehantreibbar und in diesem exzentrisch zum Glattrohr ein geneigter Weller-Wälzring frei drehbar gelagert ist. Es ist bekannt, dünnwandige Mantelrohre, insbesondere solche, die aus einem langen Blechstreifen durch kontinuierliche Verformung zum Schlitzrohr und anschließende Verschweißung der Schlitzfläche hergestellt sind, mittels einer auf dem Umfang des Glattrohres sich abwälzenden ringförmigen Wellerscheibe zu einem Wellrohr zu verformen. Die Wellung erfolgt dabei fortlaufend schraubenlinienförmig mit bestimmter Welltiefe und Steigung dadurch, daß die Wellerscheibe im sie tragenden Wellerkopf exzentrisch zur Rohrachse und in einem bestimmten Winkel zu dieser geneigt angeordnet ist. Mit der oben beschriebenen Einrichtung ist es nur möglich, ein schraubenlinienförmig gewelltes Rohr herzustellen (DAS 1 086The invention relates to a device for continuous Waves of thin-walled, in particular longitudinally seam-welded smooth tubes, in their housing coaxial to the continuous one Smooth tube a corrugated head can be driven to rotate and in this eccentric to the smooth tube an inclined Weller rolling ring can be freely rotated is stored. It is known to have thin-walled casing pipes, in particular those made from a long sheet metal strip through continuous deformation to a slotted tube and subsequent Welding of the slot surface are made, by means of a rolling on the circumference of the smooth tube to deform annular corrugated washer into a corrugated tube. The corrugation takes place continuously in a helical shape with a certain wave depth and slope in that the corrugated washer in the corrugated head carrying it is eccentric to the pipe axis and is arranged inclined at a certain angle to this. With the setup described above, it is only possible to to produce a helically corrugated pipe (DAS 1 086
Es ist weiterhin bekannt, schraubenlinienförmig gewellte Rohre herzustellen, indem man auf das zu wellende Rohr ein feststehendes schraubongangförmiges Umformwerkzeug aufschraubt und dieses dann antreibt, so daß es das zu wellende RohrIt is also known to produce helically corrugated tubes by tapping the tube to be corrugated fixed screw-thread-shaped forming tool screwed on and this then drives so that it the tube to be corrugated
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mit einer schraubenlinienförmigen Wellung versieht und das Rohr hierbei weitertransportiert. Der Innendurchmesser des Umformwerkzeuges entspricht ungefähr dem Innendurchmesser des schraubenlinienförmig gewellten Rohres. Da das Umformwerkzeug die Verformung über den gesamten Umfang des Glattrohres vornimmt, sind wegen der erhöhten Reibung nur geringe Fertigungsgeschwindigkeiten zu erzielen (DPS 69O 138).provided with a helical corrugation and the pipe is transported further. The inside diameter of the The forming tool roughly corresponds to the inside diameter of the helically corrugated pipe. As the forming tool the deformation takes place over the entire circumference of the smooth tube, are only slight because of the increased friction To achieve production speeds (DPS 69O 138).
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, schraubenlinienförmig gewellte Rohre herzustellen, indem man ein Umformwerkzeug im Prinzip eines Gewindeschneidgerätes auf ein Glattrohr aufschraubt und das Glattrohr dann dreht, so daß das Umformwerkzeug von Stufe zu Stufe eine zunehmende schraubenlinienförmige Verformung an dem Glattrohr vornimmt. Auch bei diesem Verfahren sind nur geringe Fertxgungsgeschwxndxgkexten zu erzielen, zumal das Verfahren nicht kontinuierlich arbeitet (US-PS 2 4l9 678)· Es ist auch schon eine Einrichtung bekannt gewor- .-den, mit Hilfe derer es möglich ist, eine Ringforniwellung herzustellen, das ist im Gegensatz zu schraubenlinienförmigar Wellung eine Wellung, bei der die Wellung einen in sich geschlossenen Ring bildet. Diese Weümgwird auch Parallelwellung genannt. Bei diesen Einrichtungen drücken mehrere am Umfang verteilte Rollen die Wellung in das stillstehende Metallrohr. Nach dem Wellen heben sie sich vom Umfang ab, und das Rohr wird um den Wellenabstand weitertransportiert usw. Dieses Herstellungsverfahren arbeitet nicht kontinuierlich, und die Fertigungsgeschwindigkeit ist nur gering.It has also already been proposed to produce helically corrugated tubes by screwing a forming tool, in principle of a thread cutting device, onto a smooth tube and then rotating the smooth tube so that the forming tool makes an increasing helical deformation of the smooth tube from step to step. With this method, too, only low production speeds can be achieved, especially since the method does not work continuously (US Pat . No. 2,419,678). In contrast to helical corrugation, this is a corrugation in which the corrugation forms a self-contained ring. This curl is also called parallel curl. In these devices, several rollers distributed around the circumference press the corrugation into the stationary metal pipe. After corrugation, they stand out from the circumference, and the pipe is transported further by the corrugation distance, etc. This manufacturing process does not work continuously, and the manufacturing speed is only low.
Es war deshalb seit langem das Bestreben, solche Rohre mit Ringformwellung in kontinuierlichem Durchlauf zu fertigen, auf einer Einrichtung, in deren Gehäuse koaxial zu dem durchlaufenden Glattrohr ein Wellerkopf drehantreibbar undIt has therefore long been the endeavor to manufacture such tubes with annular shape corrugation in a continuous cycle, on a device in the housing of which a corrugated head can be rotatably driven and coaxially to the continuous smooth tube
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in diesem exzentrisch zum Glattrohr ein geneigter Wellerwälzring frei drehbar gelagert ist. Gemäß der Erfindung weist der Weilerwälzring einen schraubenlinienförmigen Gewindegang auf und ist unter dem Winkel des Gewindeganges geneigt in dem Wellerkopf angeordnet* wobei die Schwenkachse, um die der Weilerwälzring geneigt ist, die Achse des zu wellenden Rohres rechtwinklig schneidet und die Ganghöhe des Gewindeganges des Wellerwälzr^nges halbiert} die Exzentrizität des Wellerwälzrings ist in Richtung dieser Schwenkachse eingestellt. Mit Hilfe dieser Anordnung des Weilerwälzrings im Wellerköpf und seinen besonderen Merkmalen ist es gelungen, Glattrohre mit einer Ringformwellung in kontinuierlichem Durchlauf herzustellen. Damit die frei verformten Rundungen der Wellung möglichst gleichmäßig werden, ist der Wellerwälzring mit Hilfe eines Pendelwälzlagers im Wellerkopf gelagert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lagerung des Wellerkopfes in dem Gehäuse eine begrenzte Axialverschiebung des Wellerkopfes zuläßt* Hierdurch lassen sich Härteunterschiede im Material leicht ausgleichen. Diese begrenzte Axialverschiebung des Wellerkopfes in dem Gehäuse kann man sich außerdem noch zur Anzeige, ob der Weilerwälzring auf Druck oder auf Zug arbeitet, zu Nutzen machen und danach die Abzugsgeschwindigkeit des Rohres regeln. Die Anzeige geschieht zweckmäßig durch die Anordnung eines Distanzringes auf der Rohrbuchse und dessen Zusammenwirken mit einem Winkelhebel, der eine zwischen zwei Kontakten hin- und herführende Schaltzunge beaufschlagt, von denen jeder in einem Stromkreis je einer Kontrollampe mit unterschiedlicher Farbe zugeordnet ist.in this eccentric to the smooth tube there is an inclined shaft roller ring is freely rotatable. According to the invention, the Weilerwälzring has a helical thread and is inclined at the angle of the thread in the corrugation head * with the pivot axis around which the Weilerwälzring is inclined, intersects the axis of the tube to be corrugated at right angles and the pitch of the thread of the Wellerwälzr ^ nges halved} the eccentricity of the Wellerwälzring is set in the direction of this pivot axis. With the help of this arrangement of the Weilerwälzring in the Wellerköpf and its special features, it has been possible to produce smooth tubes with an annular shape corrugation in a continuous cycle. The corrugated roller ring is included so that the freely deformed curves of the corrugation are as uniform as possible Bearing in the corrugator head with the help of a self-aligning roller bearing. It when the storage of the corrugated head in the is particularly advantageous Housing allows a limited axial displacement of the shaft head * This makes it easy to compensate for differences in hardness in the material. This limited axial displacement of the Well head in the housing can also be used to indicate whether the Weil roller ring is working on pressure or on train, Make use of it and then regulate the withdrawal speed of the pipe. The display is expediently done by the arrangement a spacer ring on the pipe socket and its interaction with an angle lever, the one between two Contacts reciprocating switching tongue acted upon by each of which is assigned a control lamp with a different color in a circuit.
Die auf einer erfindungsgemäßen Einrichtung hergestellten Rohre mit Ringformwellung weisen gegenüber den Rohren mit schraubenlinienförmiger Wellung einige erhebliche Vorteile auf.The tubes with annular shape corrugation produced on a device according to the invention have with respect to the tubes helical corrugation has some significant advantages.
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Das gilt insbesondere dann, wenn gewellte Rohre als Kabelschutzmantel verwendet werden. Bei einer schraubenförmigen Wellung kann nämlich eingedrungenes Wasser, z.B. Grund- ■ · oder Schwitzwasser, entlang der gesamten Kabellänge weiterwandern, wogegen bei einer nach der Erfindung hergestellten ringförmigen Wellung diese als Labyrinthdichtung wirkt, so daß ein Weiterwandern des eingedrungenen Wassers verhindert wird. Außerdem läßt sich eine bessere Abdichtung der Rohrenden vornehmen, wenn sie beispielsweise als Leitungsrohre verwendet werden. Bei schraubenlinienförmig gewellten Rohren weist die Querschnittsfläche keine Kreisringform auf und führt somit zu Schwierigkeiten beider Abdichtung. Außerdem wirkt sich der Gewindeauslauf meist störend aus. Ein weiterer Vorteil der Rohre mit Ringformwellung ist ihre etwas bessere Flexibilität.This is especially true when corrugated pipes are used as protective cable sheaths be used. In the case of a helical corrugation, water that has penetrated, e.g. ground ■ · or condensation water, continue to migrate along the entire length of the cable, whereas in the case of one produced according to the invention annular corrugation this acts as a labyrinth seal, so that further migration of the penetrated water is prevented will. In addition, the pipe ends can be sealed better if, for example, they are used as conduits be used. In the case of helically corrugated tubes, the cross-sectional area does not have a circular ring shape and thus leads to difficulties in sealing. aside from that the thread run-out usually has a disruptive effect. Another advantage of the corrugated tubes is that they are slightly better Flexibility.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in den Fig. 1 bis H- schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei ist inFurther advantages of the invention emerge from the exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 1 to H. In
Fig. 1 der Wellerwälzring in seiner erfindungsgemäßen Anordnung,1 shows the Weller rolling ring in its arrangement according to the invention,
Figo 2 eine Seitenansicht der Fig. 1, Fig. 3 eine Gesamtdarstellung der Einrichtung, Fig. k der Einbau des Weilerwälzringes im Wellerkopf und -—c—e a »c,Figo 2 is a side view of FIG. 1; FIG. 3 is an overall view of the device, Fig. K, the installation of the corrugator head and Weilerwälzringes --c-ea "c,
dargestellt.shown.
Zur Erzielung einer einwandfreien Ringformwellung auf einem Glattrohr 1 ist es notwendig, daß der Wellerwälzring 2 einen sehraubenlinienförmigen Gewindegang 3 aufweist. Die Steigungsrichtung des Gewindeganges 3 ist der Drehrichtung des Wellerkopfes und somit des Weilerwälzrings 2 entgegengesetzt, und zwar entgegen der Durchlaufrichtung des RohresIn order to achieve perfect annular corrugation on a smooth tube 1, it is necessary that the corrugated rolling ring 2 has a very helical thread 3. the The direction of the pitch of the thread 3 is opposite to the direction of rotation of the corrugated head and thus of the Weilerwälzring 2, namely against the direction of flow of the pipe
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gesehen, d.h. bei Rechtsdrehung des Wellerkopfes ist die Steigungsrichtung des Gewindeganges 3 des Wellerwälzringes 2 links. Die Schwenkachse A, um die der Weilerwälzring 2 zur Achse des Glattrohres 1 um den Winkel e\, geneigt ist, schneidet die Längsachse des Glattrohres 1 rechtwinklig und halbiert die Ganghöhe des Gewindeganges 3· Der WinkeloL , entspricht dem Steigungswinkel des Gewindeganges 3· Der Umschlingungswinkel des Gewindeganges beträgt, da der Innendurchmesser des Wellerwälzringes D größer ist als der Durchmesser ä-2 der Wellentäler und der Durchmesser dj_ des Glattrohres t weniger als 3^0 , d.h. 360-ß. Die Größe von ß läßt sich berechnen aus dem Innendurchmesser des Weilerwälzrings D und dem Durchmesser dg der Wellentäler. Der Teil des Umfangs des Gewindeganges 3» der diesem Winkel ß entspricht, wird für den Ein- und Auslauf benutzt. In der Fig. 2 ist mit E die Exzentrizität des Wellerwälzringes 2 bezeichnet, die in Richtung der Achse A eingestellt ist.seen, that is, with clockwise rotation of the corrugation head, the pitch direction of the thread 3 of the Wellerwälzringes 2 is left. The pivot axis A, about which the Weilerwälzring 2 is inclined to the axis of the smooth tube 1 by the angle e \, intersects the longitudinal axis of the smooth tube 1 at right angles and halves the pitch of the thread 3. The WinkeloL corresponds to the pitch angle of the thread 3. The wrap angle of the thread turn, since the inner diameter of the Wellerwälzringes D is larger than the diameter ä-2 of the wave troughs and the diameter dj_ of the smooth tube t is less than 3 ^ 0, ie 360-ß. The size of ß can be calculated from the inner diameter of the Weilerwälzring D and the diameter dg of the wave troughs. The part of the circumference of the thread 3 »which corresponds to this angle β is used for the inlet and outlet. In FIG. 2, E denotes the eccentricity of the Wellerwälzringes 2, which is set in the direction of the A axis.
Die Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Zuordnung der einzelnen Maschinenelemente zueinander. An dem Wellerkopf k ist eine Rohrbuchse 5 befestigt, die mit. ihrer Innenfläche auf der feststehenden Führungsbuchse 6 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Der Antrieb der Rohrbuchse 5 und damit des Wellerkopfes k erfolgt über das Ritzel 7» das über ein Zahnradgetriebe 8 und ein an sich bekanntes PIV-Getriebe 10 mit dem Hauptantriebsmotor 11 gekuppelt ist, der gleichzeitig in nicht dargestellter Weise die Abzugsvorrichtung für das Mantelrohr 1 antreibt. Die Abstützung des Wellerkopfes k auf der Führungsbuchse 6 erfolgt über das Gleitlager 12a, während die Rohrbuchse 5 im Maschinengehäuse 3 über die Gleitlager 12 gelagert ist. Alle Gleitlager sind als axial verschiebbare Gleitrollenlager ausgestaltet. Durch die Anordnung ist sichergestellt, daß die bei der Wellung3 schematically illustrates the assignment of the individual machine elements to one another. At the corrugated head k a pipe socket 5 is attached, which with. its inner surface is rotatably and axially displaceably mounted on the fixed guide bush 6. The pipe bushing 5 and thus the corrugated head k are driven via the pinion 7 »which is coupled to the main drive motor 11 via a gear drive 8 and a known PIV gearbox 10, which at the same time drives the extraction device for the jacket pipe 1 in a manner not shown . The corrugated head k is supported on the guide bush 6 by means of the sliding bearing 12 a, while the tubular bushing 5 is supported in the machine housing 3 by means of the sliding bearings 12. All slide bearings are designed as axially displaceable slide roller bearings. The arrangement ensures that the corrugation
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in. der Rohrbuchse 5 auftretenden Biegebeanspruchungen einer■*■ seits durch das Gleitrollenlager 12a aufgenommen und über "--die mit dem Gehäuse 13 fest verbundene Führungsbüchse 6 bzw. unmittelbar über dem Gehäuse 13 abgefangen werden· -in. the pipe socket 5 occurring bending stresses on the one hand by the sliding roller bearing 12a and absorbed via "- the guide bushing 6 firmly connected to the housing 13 or directly above the housing 13 · -
In der Fig. k ist an Hand eines vergrößert gezeichneten Ausschnitts die Anordnung des Weilerwälzrings in"dem Weilerköpf k veranschaulicht. Das zu wellende Mantelrohr 1 wird dem Weller-" kopf 4 , der über die mit ihm fest verbundene Rohrbuchse 5 angetrieben wird, paßgerecht zugeführt. Zu diesem Zweck nimmt die mit dem Maschinengehäuse 13 fest verbundene Führungsbuchse 6 an ihrem dem Wellerkopf 4 zugekehrten Auslauf über eine Paßbuchse 6a eine Gleitbuchse 6b auf, deren polierte Innenbohrung dem Glattrohraußendurchinesser entspricht. Paßbuchse 6a und Gleitbuchse 6b sind mittels der Madenschraube lk mit der Führungsbuchse 6 fest verbunden.In FIG. K , the arrangement of the Weilerwälzring in "the Weilerköpf k" is illustrated by means of an enlarged section. The casing tube 1 to be corrugated is fed to the Weller- "head 4, which is driven via the tubular bushing 5 firmly connected to it, in a snug fit . For this purpose, the guide bush 6 fixedly connected to the machine housing 13 receives a sliding bush 6b at its outlet facing the corrugated head 4 via a fitting bush 6a, the polished inner bore of which corresponds to the smooth tube outer diameter. The fitting bushing 6a and sliding bushing 6b are firmly connected to the guide bushing 6 by means of the grub screw lk.
Gleichzeitig nimmt die Führungsbuchse 6 über die Kante 15 der Gleitbuchse 6b das beim Wellen des Mantelrohres in diesem entstehende Drehmoment dadurch auf, daß sich das Mantel- ^ rohr an dieser Kante 15 abstützt. Der Wellerwälzring 2 ist mittels des Seegerringes l6 in der Ringbuchse 17 befestigt, die erfindungsgemäß mit Hilfe eines Pendelwälzlagers l8 in dem Wellerkopf k drehbar gelagert ist.At the same time, the guide bush 6 absorbs the torque generated in the casing tube by the corrugation of the casing tube via the edge 15 of the sliding bush 6b in that the casing pipe is supported on this edge 15. The shaft rolling ring 2 is fastened by means of the circlip l6 in the ring bushing 17 which, according to the invention, is rotatably supported in the shaft head k with the aid of a self-aligning roller bearing l8.
Die Einstellung des Axialspieles des Wellerkopfes kann mittels eines am Umfang der Rohrbuchse vorgesehenen Distanzringes sichtbar gemacht werden, der über einen am Gehäuse drehbar gelagerten Winkelhebel und einen Fühlhebel einen doppelt wirkenden Mikroschalter steuert. Je nach Lage des Wellerkopfes können Kontrollampen zum Aufleuchten gebracht und damit die jeweilige Grenzlage optisch fixiert %irerden.The adjustment of the axial play of the corrugator head can by means of a spacer ring provided on the circumference of the pipe socket can be made visible, via an angle lever rotatably mounted on the housing and a feeler lever double acting microswitch controls. Depending on the position of the corrugator head, control lamps can light up and thus the respective border position optically fixed% earth.
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Man benutzt diese Anordnung hauptsächlich zum Regeln der Wellerdrehzahl, wenn diese infolge härteren Materials des Mantelrohres kurzzeitig abfällt. Man kann sie aber auch zur Anzeige dazu benutzen, ob der Weilerwälzring in Durchlaufric-htung des Mantelrohres auf Druck oder Zug belastet wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein besseres,Fertigungsergebnis erreicht wird, wenn der We11erwälzring unter leichtem Zug arbeitet.This arrangement is mainly used for regulation the Weller speed, if this drops briefly due to the harder material of the jacket pipe. But you can also Use to display whether the Weilerwälzring is in the through-flow direction of the jacket pipe is subjected to pressure or tension. It has been shown that a better manufacturing result is reached when the roller ring is below light pull works.
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