DE19625231A1 - Vorrichtung zum Herstellen von rundkonischen Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von rundkonischen Rohren, vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen unter Verwendung eines trapezförmigen Plat­ tenzuschnitts.

Bekannterweise werden rundkonische sowie zylindrische Rohre durch Einpressen von Plattenzuschnitten in Gesen­ ken vermittels Hubpressen hergestellt. Zur Erzielung einer Kreisform des Rohrquerschnitts erfordert die be­ kannte Herstellungsweise jeweils mehrere aufeinander folgende Preßvorgänge, wobei zunächst die Randbereiche der Plattenzuschnitte bogenförmig verformt und nachfol­ gend durch Aufdrücken des Preßstempels auf den Mittel­ abschnitt der Plattenzuschnitte, die zuvor verformten Randbereiche zueinander eingeklappt werden und in einem nachgeschalteten weiteren Preßvorgang einander genähert werden. Die Preßvorgänge erweisen sich dabei als kom­ pliziert durchführbar und zeitaufwendig, während die Ge­ senke und Preßstempel einen erheblichen wirtschaftlichen Aufwand bedürfen. Außerdem erfordern Durchmesser- oder Konizitätänderungen des Rohres jeweils angepaßte Gesenke und Preßstempel. Schließlich erweisen sich Preßstempel durch das Erfordernis von Hydraulikflüssigkeit als Druckmedium auch als umweltfeindlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen zum Herstellen von Rohren mit beliebigen Durchmessergrößen und Koni­ zitäten mit geringem Arbeits- und Zeitaufwand zu schaf­ fen.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe gelöst, durch um schräg nach oben außen geneigten Achsen drehbeweglichen Führungsrollenpaaren mit konkaven Mantelflächen und im Abstand oberhalb der Führungsrollenpaare um waagrechte Achsen drehbare, in der Vertikalen quer zur Längsachse zur bogenförmigen Vorverformung des Plattenzuschnitts veränderbar einstellbaren Preßkörpern mit in Arbeits­ richtung zunehmenden Durchmessergrößen sowie einer An­ zahl in Reihe den Führungsrollenpaaren mit Abstand zu­ einander folgenden Preßrollenpaaren mit konkaven Man­ telflächen zur Nachverformung des Plattenzuschnitts, die um vertikalen Achsen drehbar sind, in Arbeitsrichtung stetig abnehmende Bogengrößen für die Konkavflächen auf­ weisen und gemeinsam bei Drehbewegungen den vorverform­ ten Plattenzuschnitt kreis- oder ellipsenförmig rollen. Zweckmäßig sind die Preßrollenpaare im Abstand von je­ weils 0,5 bis 1,0 Meter hintereinander angeordnet, was zur gleichmäßigen Rundverformung der Rohre beiträgt. Zum Rollen konischer Rohren ist dabei vorgesehen, die Durch­ messer der einander folgenden Preßrollenpaare in Ar­ beitsrichtung mit abnehmender Größe, z. B. je Preßrol­ lenpaar um 10 mm zu verkleinern. Fernerhin läßt sich die Konizität der Rohre einfach durch vergrößern oder ver­ kleinern der Abstände der einander folgenden Preßrol­ lenpaare veränderlich gestalten. Die Rohre sind so mit geringem Arbeits- und Zeitaufwand einfach und sicher herstellbar, wobei die Rollvorgänge zu Rohränderungen nur kurze Umrüstzeiten erforderlich machen. Außerdem sind die Rollvorgänge vorteilhaft mechanisch durchführ­ bar, wodurch die Verwendung von mit Hydraulikflüssigkeit betriebenen Preßeinrichtungen entfallen. Darüber hinaus zeichnen sich die Rollvorgänge auch durch einen geringen Energieaufwand aus und führen zu gleichmäßig gerundeten Rohrquerschnitten.

In Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß der Plattenzuschnitt mindestens am einlaufseitigen Ende un­ terseitig Führungskörper aufweist, die Führungskörper zum gerichteten Einbringen und Führen des Plattenzu­ schnitts zwischen den Führungs- und Preßrollenpaaren mit vorrichtungsfesten Schienen zur Wirkung bringbar sind und daß die die Führungskörper tragenden Enden des Rohres nach Beendigung des Rollvorgangs abtrennbar sind. Zweckmäßig ist der Plattenzuschnitt an seinen einlauf- und auslaufseitigen Enden unterseitig mit Führungskör­ pern versehen.

Es versteht sich, daß mittels der Vorrichtung Rohre be­ liebigen Durchmessers und Wandstärken mit gradliniger Mittelachse herstellbar sind, was durch Anordnung der Preßrollenpaare in einer gemeinsamen Rollebene erziel­ bar ist. Da andererseits bekannt ist, daß bei Ver­ schweißung der Längsrandkanten des zu einem Rohr ge­ rollten Plattenzuschnitts Verziehungen bzw. Verwerfungen am Rohr auftreten, wird diesem Effekt dadurch entgegen­ gewirkt, daß die Preßrollenpaare diametral zum Längs­ schlitz in Längsrichtung des Rohres, also entgegenge­ setzt zum Längsschlitz, versetzt sind und ein in Längs­ richtung bogenförmiges Rohr rollen, das sich bei Schweißung der Längsrandkanten des Längsschlitzes unter dem Einfluß von Werkstoffspannungen selbsttätig gerade richtet. Der in Längsrichtung des Rohres erstreckende Bogen der Mittellängsachse des Rohres ist dabei vom jeweils verwendeten Werkstoff für den Plattenzuschnitt abhängig. Die Verschweißung kann in beliebiger Weise bewirkt werden, wobei nach bevorzugter Ausführung der Längsschlitz durch Unterpulververschweißung verschließ­ bar ist. Der Schweißvorgang des Längsschlitzes kann beliebig bei auf den preßrollenpaaren belassenem Rohr bzw. nach Abnahme des Rohres von den Preßrollenpaaren getrennt von der Vorrichtung erfolgen.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, den durch den Rollvorgang gebildeten Längsschlitz mit möglichst geringer Breite auszubilden. Dies ist einfach erzielbar, durch auf der äußeren Umfangsfläche des Rohres angrei­ fenden Druckkörpern, die die Breite des Längsschlitzes durch Druckeinwirkung verkleinern. Zweckmäßig kann ein in den Längsschlitz eintauchender Rollkörper im Zusam­ menwirken mit den Druckkörpern für einen über seine Länge gleichbreiten Längsschlitz sorgen.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorge­ sehen, die zur Vorverformung notwendigen Preßkörper durch als Vollkörper ausgebildeten Ellipsoidkörper und/oder Kugelkörper zu bilden. Bei großvolumigen Rohren zeigen sich Vollkörper jedoch als unhandlich, weshalb die zur Vorverformung notwendigen Preßkörper durch z. B. kreisring- oder ellipsenförmige Schalen gebildet sind, die mit den Plattenzuschnitt kontaktierende, um die Mit­ tellinie des Kreisringes bzw. Ellipsoids drehbare Rol­ lenkörper aufweisen.

Das Herstellen der Rohre kann gemäß den folgenden Ver­ fahrensschritten dadurch einfach erzielt werden, daß der Plattenzuschnitt zunächst durch um schräg nach oben außen geneigten Achsen drehbeweglichen Führungsrollen­ paaren mit konkaven Mantelflächen in Verbindung mit im Abstand oberhalb der Führungsrollenpaare um waagrechte Achsen drehbare, in der Vertikalen zu den Führungsrol­ lenpaaren einstellbaren Preßkörpern quer zur Rohrlängs­ achse bogenförmig verformt wird und nachfolgend der vor­ verformte Plattenzuschnitt durch eine Anzahl in Reihe den Führungsrollenpaaren mit Abstand zueinander folgen­ den, um vertikale Achsen drehbaren Preßrollenpaaren mit konkaven Mantelflächen zur Nachverformung kreisring- oder ellipsenförmig gerollt und der durch die Längsrand­ kanten des Plattenzuschnitts sich bildende Längsschlitz durch Schweißung geschlossen wird. Das durch die Ver­ fahrensschritte gebildete Rohr ist somit auf rein mechanischen Wege durch einen kurzzeitig durchführbaren Rollvorgang herstellbar.

Es versteht sich, daß die Rohre gleichermaßen aus metal­ lischen Werkstoffen oder geeigneten Kunststoffen her­ stellbar sind. Auch besteht die Möglichkeit zylindrische Rohre herzustellen.

Wie die Erfindung ausführbar ist, zeigt das in den Figuren mit den wesentlichen Merkmalen dargestellte Aus­ führungsbeispiel. Es bedeuten:

Fig. 1 eine Vorrichtung in Draufsicht, schematisch,

Fig. 2 ein Führungsrollenpaar mit Preßkörper in Vor­ deransicht, vergrößert,

Fig. 3 einen Preßkörper gemäß abgewandelter Ausführung in Vorderansicht, vergrößert,

Fig. 4 ein Preßrollenpaar mit einem Rohr im Schnitt,

Fig. 5 eine Anzahl Preßrollen in zueinander versetz­ ter Anordnung in Seitenansicht,

Fig. 6 einen Schnitt eines Rohres mit kreiszylin­ drischem Querschnitt,

Fig. 7 einen Schnitt eines Rohres mit elliptischer Querschnittsform,

Fig. 8 eine Anzahl in gleicher Ebene gestellten Preß­ rollenpaaren in Seitenansicht und

Fig. 9 eine Zentrierrollenanordnung in Draufsicht, vergrößert.

In den Figuren ist mit 1 ein trapezförmiger Plattenzu­ schnitt, z. B. aus einem metallischen Werkstoff und mit 2 Führungsrollen mit konkaven Umfangsflächen bezeichnet. Die Führungsrollen 2 sind um schräg nach oben außen ge­ neigten Achsen 2′ drehbeweglich und jeweils paarweise zueinander angeordnet. Oberhalb der Führungsrollen 2 sind Preßkörper 3, 4 und 5 (Fig. 2) vorgesehen, die in Verbindung mit den Führungsrollenpaaren 2 durch Aufdrücken auf den Plattenzuschnitt 1 eine bogenförmige Vorver­ formung des Plattenzuschnitts 1 bewirken. Der Plattenzu­ schnitt 1 weist unterseitig Führungskörper 6 auf, die in einen Längsschlitz 7 von Schienen 8 eintauchen und eine Ausrichtung des Plattenzuschnitts 1 zu den Führungsrol­ len 2 ergeben.

In Reihe folgen den Führungsrollen 2 eine Anzahl Preß­ rollenpaare 9, die ebenfalls konkave Umfangsflächen auf­ weisen und in Arbeitsrichtung mit abnehmenden Durchmes­ sergrößen ausgeführt sind. Die Preßrollenpaare 9 bewir­ ken eine Nachverformung des Plattenzuschnitts 1 durch einen Rollvorgang desselben, zu einem Rohr (Fig. 6). Die Preßrollenpaare 9 können, wie in Fig. 8 erkennbar, sich in einer gemeinsamen geraden Ebene erstrecken und durch den Rollvorgang ein Rohr mit gerader Längsachse 10 bil­ den. Beim Rollvorgang des Plattenzuschnitts 1 begrenzen die Längsrandkanten 1′′ des Plattenzuschnitts 1, wie in Fig. 4 erkennbar, einen Längsschlitz 11, der durch eine Schweißnaht 12 verschließbar ist. Zur Erzielung eines über seine Länge mit gleicher Breite ausgebildeten Längsschlitz 11 ist ein in den Längsschlitz 11 eintauchen­ der Rollkörper 13 vorgesehen. Der Rollkörper 13 sorgt auch dann für Bildung und Beibehaltung einer gleichen Breite des Längsschlitzes 11 über die Rohrlänge, wenn Druckkörper 14, wie in Fig. 7 gezeigt, zur Näherung der Längsrandkanten 1′′ zum Einsatz kommen.

Um ein Nachrichten des Rohres nach Verschweißen des Längsschlitzes 11 zu vermeiden, sind die Preßrollen­ paare 9 (Fig. 5) diametral zum Längsschlitz 11 versetzt ausgebildet, wodurch beim Rollvorgang ein bogenförmig gekrümmtes Rohr herstellbar ist, das sich beim folgenden Schweißvorgang des Längsschlitzes 11 selbsttätig gerade richtet.

Es versteht sich, daß bei Rohren mit größerem Durchmes­ ser, insbesondere der Preßkörper 5, gewichtig und un­ handlich wird. Um dies zu vermeiden, ist der Preßkör­ per 5 durch eine kreisringförmige Schale 15 gebildet, die eine Anzahl Druckrollen 16 führt, die pressend mit dem Plattenzuschnitt 1 zur Wirkung kommen. Es versteht sich, daß anstelle der gezeigten kreisringförmigen Scha­ le 15 auch ellipsenförmige Schalen (nicht gezeigt) zur Anwendung kommen können, die ebenfalls mit Druckrollen bestückbar sind.

In Fig. 7 ist ein Rohr mit ellipsenförmigem Querschnitt dargestellt, das ebenfalls durch die Preßrollenpaare 9 vermittels eines Rollvorgangs nachverformt herstellbar ist. Beim Rohr greifen an der äußeren Umfangsfläche des­ selben Druckkörper 14 an, die für eine Verringerung der Breite des Längsschlitzes sorgen. Ein in seiner Breite gleicher Längsschlitz 11 ist durch Eintauchen des Roll­ körpers 13 in den Längsschlitz 11 erreichbar. Der Roll­ körper 13 verhindert unbeabsichtigte Verengungen von Abschnitten des Längsschlitzes unter dem Einfluß der Druckkörper 14.

Mit 17 sind Rollen bezeichnet, die der Zentrierung des Plattenzuschnitts 1 dienen. Die Rollen 17 sind auf einer Scherenanordnung 18 aufgesetzt, die unter dem Einfluß einer Schraubenfeder 19 symmetrische Abstandsänderungen der Rollen 17 erlaubt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Herstellen von rundkonischen Rohren, vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen unter Verwen­ dung eines trapezförmigen ebenen Plattenzuschnitts, ge­ kennzeichnet durch um schräg nach oben außen geneigten Achsen (2′) drehbeweglichen Führungsrollenpaaren (2) mit konkaven Mantelflächen und im Abstand oberhalb der Führ­ ungsrollenpaare (2) um waagrechte Achsen drehbare, in der Vertikalen zur bogenförmigen Vorverformung des Plat­ tenzuschnitts (1) veränderbar einstellbaren Preßkörpern (3, 4, 5) mit in Arbeitsrichtung zunehmenden Durchmesser­ größen sowie einer Anzahl in Reihe den Führungsrollen­ paaren (2) mit Abstand zueinander folgenden Preßrollen­ paaren (9) mit konkaven Mantelflächen zur Nachverformung des Plattenzuschnitts (1), die um vertikale Achsen (9′) drehbar sind, in Arbeitsrichtung stetig abnehmende Bo­ gengrößen für die Konkavflächen aufweisen und gemeinsam bei Drehbewegungen den vorverformten Plattenzuschnitt (1) kreis- oder ellipsenförmig rollen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe einander folgenden Preßrollenpaare (9) im Abstand von 0,5 bis 1,0 Meter von einander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der in Reihe einander folgenden Preßrollenpaare (9) in Arbeitsrichtung mit abnehmender Größe, z. B. je Preßrollenpaar 10 mm, gewählt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität des Rohres durch Verändern der Abstän­ de der einander folgenden Preßrollenpaare (9) veränder­ bar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenzuschnitt (1) mindestens am einlaufseiti­ gen Ende unterseitig Führungskörper (6) aufweist und daß die Führungskörper (6) zum gerichteten Einbringen und Führen des Plattenzuschnitts (1) zwischen den Führungs- (2) und Preßrollenpaaren (9) mit vorrichtungsfesten Schienen (8) zur Wirkung bringbar sind und daß die die Führungskörper (6) tragenden Enden des Rohres nach be­ endetem Rollvorgang des Rohres abtrennbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßrollenpaare (9) in Reihe angeordnet und über die Länge des Rohres diametral zum Längsschlitz (11) versetzt sind, ein in Längsrichtung bogenförmiges Rohr rollen und daß durch Verschweißung der Längsrand­ kanten (1′′) des Längsschlitzes (11) durch Werkstoffspan­ nungen eine selbsttätige Geradrichtung des Rohres er­ folgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (11), z. B. durch Unterpulver­ schweißung, schließbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5,6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Längsschlitz (11) in durch die Preßrollen­ paare (9) gehaltenen Stellung des Rohres verschließbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5,6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Längsschlitz (11) bei von den Preßrollen­ paaren (9) abgenommenen Rohr verschweißbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breite des Längsschlitzes (11) des Rohres durch an der äußeren Umfangsfläche des Rohrs angreifen­ den Druckkörpern (14), z. B. Rollen, veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite des Längsschlitzes (11) durch einen in diesen eintauchenden Rollkörper (13) gemeinsam mit den Druckkörpern (14) bestimmbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die der Vorverformung dienenden Preßkörper (3, 4, 5) durch kreisring- oder ellipsenförmige Schalen (15) od. dgl. gebildet sind, die eine Anzahl mit dem Platten­ zuschnitt (1) pressend kontaktierende, um die Mittel­ linie (15′) der Schalen (15) drehbare Rollenkörper (16) aufweisen. (Fig. 3).

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zur Vorverformung notwendigen Preßkörper (3, 4, 5) durch als Vollkörper ausgebildete Ellipsoidkör­ per und/oder Kugelkörper gebildet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch symmetrische Zentrierrollen (17) für den Plattenzu­ schnitt (1), die auf einer Scherenanordnung angeordnet sind.

15. Verfahren zum Herstellen von rundkonischen Rohren unter Verwendung eines, insbesondere trapezförmigen ebenen Plattenzuschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenzuschnitt zunächst durch um schräg nach oben außen geneigten Achsen drehbeweglichen Führungsrollen­ paaren mit konkaven Mantelflächen in Verbindung mit im Abstand oberhalb der Führungsrollenpaare um waagrechte Achsen drehbare, in der Vertikalen zu den Führungsrol­ lenpaaren veränderlich einstellbaren Preßkörpern quer zur Rohrlängsachse bogenförmig vorverformt wird und nachfolgend der vorverformte Plattenzuschnitt durch eine Anzahl in Reihe den Führungsrollenpaaren mit Abstand zu­ einander folgenden, um vertikale Achsen drehbaren Preß­ rollenpaaren mit konkaven Mantelflächen zur Nachverformung kreisring- oder ellipsenförmig gerollt und der durch die Längsrandkanten des Plattenzuschnitts sich bildende Längsschlitz durch Schweißung verschlossen wird.