DE2055588C3

DE2055588C3 - Vorrichtung zum Wellen einen Metallrohrs

Info

Publication number: DE2055588C3
Application number: DE2055588A
Authority: DE
Inventors: James Arthur Francis Alresford Hampshire Donelan
Original assignee: Pirelli General Cable Works Ltd
Current assignee: Prysmian Cables and Systems Ltd
Priority date: 1969-11-27
Filing date: 1970-11-12
Publication date: 1981-10-22
Also published as: BE758710A; US3735616A; SE364886B; DE2055588A1; NL7017351A; CA918506A; JPS4933261B1; FR2068685B1; FR2068685A1; GB1268125A; DE2055588B2; ZA707094B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellen eines Metallrohres, mit einer eine axiale Bewegung des Rohres ermöglichenden Rohrlagerung, einem ringförmigen, das Rohr exzentrisch umgebend befestigten Wellungsteil mit einer gegen die Außenfläche des Rohres drückenden und an dem Innenumfang des Wellungsteiles angeordneten Rippe zum Wellen des Rohres, und mit einer Antriebseinrichtung für eine Bewegung des Wellungsteiles, bei der der geometrische Mittelpunkt des Wellungsteiles eine Kreisbahn um die Rohrachse beschreibt, wenn sich das Rohr axial durch das Wellungsteil bewegt

Aus der FR-PS 20 00 098 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der die Rippe des Wellungsteüs, die gegen das axial vorgeschobene Rohr wirkt, aus hartem Metall besteht Da beim Wellen von Metallrohren das Wellungsteil um das Rohr herumrollt, werden bestimmte Bereiche stark belastet und durch das harte Metall des Wellungsteüs gescheuert Dieser Scheuervorgang bewirkt ein plastisches Fließen, wodurch eine amorphe Materialschicht auf dem Rohr erzeugt wird, die als Beilby-Schicht bekannt ist. Wenn das gewellte Rohr bei seiner Benutzung Beanspruchungsänderungen unterworfen wird, z. B. wenn das Rohr aufgrund von Temperaturschwankungen zyklischen Beanspruchungen ausgesetzt ist härtet das Metall des Rohres lokal unterschiedlich aus und ermüdet unterschiedlich rasch.

Darüber hinaus ist aus der US-PS 33 57 229 ein Verfahren zum Wellen von Rohren bekannt, bei dem sich Ringe radial expandieren und gleichzeitig einander axial annähern, um der bei der Wellung auftretenden Rohrverkürzung Rechnung zu tragen. Eine relative Gleitbewegung findet bei diesem Verfahren am Umfang des Rohrmaterials nicht statt

Aus der DE-OS 15 42 443 ist ferner eine Vorrichtung bekannt bei der ebene Streifen zu Rohren gebogen werden, wobei zwei einander gegenüberliegende Formen verwendet werden. Darüber hinaus ist es aus der US-PS 32 43 985 bekannt die Extrusion eines Metallrohres durch eine Nylondüse vorzunehmen, um den Durchmesser des Rohres zu verringern, wobei das Nylonmaterial gewählt wird, um die Reibung zwischen

ίο der Düse und dem Werkstück, und damit den Materialabtrag an der Düse zu reduzieren.

Die verwendeten Materialhärte-Paarungen dienen dabei der Lösung spezieller Probleme, die beim Wellen von Metallrohren auftreten.

is Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die beim Herstellen gewellter Rohre 3 lokale Strukturschwankungen auf der kristallinen Rohrwandung zuverlässig vermeidet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß mindestens die Rippe des ringförmigen Wellungsteiles aus einem Material besteht, dessen Elastizitätsmodul kleiner ist als der Elastizitätsmodul des Metalles des Rohres.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß aufgrund der erfindungsgemäßen Materialhärte-Paarung die Scheuerwirkung des Wellungsteiles auf das Rohrmaterial entfällt da die relativ weiche Arbeitsrippe beim Eingriff nachgibt und vom härteren Rohrmaterial gescheuert wird. Dadurch wird die Erzeugung lokaler Strukiurschwankungen in der kristallinen Rohrwandung sicher vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen längs der Längsachse eines zu wellenden Rohres geschnittenen Querschnitt eines Teiles einer Vorrichtung zum Wellen eines Metallrohres,

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie II-1I aus Fig. I.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Herstellung ringförmiger Wellungen in einem Metallrohr 10, etwa eines Metallschlauches eines elektrischen Kabels, dargestellt Die Vorrichtung weist ein ringförmiges Wellungsteil 11 auf, das das Rohr 10 exzentrisch umgibt, so daß eine schraubenförmige Rippe 12 auf dem Innenumfang des ringförmigen Wellungsteüs 11 gegen die Außenfläche des Rohres 10 drückt, wodurch das Rohr gewellt wird. Zwei zylindrische Buchsen 16,17, die als Einsätze in entsprechende Hülsen 14,15 ausgebildet sind und von denen auf jeder Seite des Wellungsteüs 11 je eine angeordnet ist, dienen zum Abstützen des Rohres 10 und halten dessen Achse C-C auf der richtigen Geraden relativ zu dem Wellungsteil 11 und ermöglichen eine axiale Bewegung des Rohres 10. Ein Kopf 22 ist auf den Hülsen 14,15 durch Laufringe 18,19 gelagert, so daß er um die Achse des Rohres 10 drehbar ist, ferner ist ein Träger 21 in dem Kopf 22 befestigt, der sich mit dem Kopf 22 dreht Das ringförmige Wellungsteil 11 ist mittels eines Laufringes 20 in dem Träger 21 befestigt. Man entnimmt der Fig.2, daß die Achse D-D'der Schraube der Rippe 12 gegen die Achse C-C des Rohres 10 geneigt ist, und zwar um einen Winkel, der mindestens gleich dem Steigungswinkel der schraubenförmigen Rippe 12 ist Der Zweck dieser Neigung wird nachfolgend erläutert.

Weiterhin ist eine Einrichtung zur Einstellung der Exzentrizität der Achse des Wellungsteils 11 relativ zur Achse des Rohres 10 vorgesehen, um damit die Tiefe der Wellungen, die in dem Rohr gebildet werden, einzustellen. Der Kopf 22 trägt daher zwei diametral 5 gegenüberliegende Nocken 23, deren parallele Nockenflächen 26 gegen die Achse C-C des Rohres 10 geneigt sind. Die Nocken 23 sind zusammen parallel zur Achse C-C des Rohres 10 beweglich, um die radiale Einstellung des Trägers 21 mittels Nockenfolgero'ien 24 zu bewirken, die auf einer äußeren Zylinderführung auf dem Träger 21 eingefangen sind. Für die axiale Bewegung der Nocken 23 sind diese an einen nicht dargestellten Block angeschlossen, der sich mit dem Kopf 22 dreht und der über ein geeignetes Lager mit einer nicht drehenden Hülse verbunden ist, die parallel zur Achse C-C des Rohres selbst dann bewegbar ist, wenn der Kopf 22 rotiert, um die axiale Position der Nocken 23 einzustellen.

Bei der Drehung des Kopfes 22 bewegt sich das ringförmige Wellungsteil 11, so daß sein geometrischer Mittelpunkt (der auf der Achse der Rippe 12 liegt) einer Kreisbahn um die Achse C-C des Rohres 10 folgt, und die Rippe 12 drückt gegen das Rohr 10 und wellt es dadurch. Die Reibung zwischen der Rippe 12 und dem Rohr 10 veranlaßt, daß das ringförmige Wellungsteil 11 sich in seinem Laufring 20 dreht Wenn das Rohr 10 sich mit der richtigen Geschwindigkeit relativ zur Rotationsgeschwindigkeit des Wellungstefls 11 axial bewegt, werden die Wellungen ringförmig sein. Bei der dargestellten Vorrichtung ist die Achse der Rippe 12 so gegen die Achse C-C des Rohres 10 geneigt, daß bei Rotation des Kopfes 22 eine axiale Bewegung des Rohres 10 eingeleitet wird, wobei die Geschwindigkeit der Axialbewegung von der erforderlichen Größe relativ zur Rotationsgeschwindigkeit des Kopfes 22 zur Ausbildung von ringförmigen Wellungen ist. Damit dieser Antrieb erreicht wird, ist es notwendig, daß der Neigungswinkel der Achse D-D' zur Achse C-C gleich oder größer ist als der Steigungswinkel der schraubenförmigen Rippe IZ

Erfindungsgemäß besteht mindestens die Rippe 12 und möglicherweise das ganze ringförmige Wellungsteil 11 aus einem Material, das einen geringeren Elastizitätsmodul als das Metall des Rohres 10 hat Die Rippe 12 wird dann vor einem möglichen Eintritt des plastischen Fließens des Rohrmetalls elastisch nachgeben. Die Rippe 12 muß natürlich hinreichend steif sein, um die Wandung des Rohres 10 zu biegen und muß auch hinreichende Druckfestigkeit haben, um eine Selbstbeschädigung auszuschließen.

Vorzugsweise weist das Material, aus dem mindestens die Rippe 12 und möglicherweise das gesamte ringförmige Wellungsteil 11 gefeitigt ist, geringe Reibung auf; ferner ist auch das Material, aus dem die Lagerbuchsen 16,17 gefertigt sind, reibungsarm, so daß die Zuführung von Schmiermittel zwischen das Rohr 10 einerseits und das ringförmige Wellungsteil 11 sowie die Lagerbuchsen 16,17 andererseits nicht notwendig ist.

Geeignete Materialien, aus denen mindestens die Rippe 12 und möglicherweise das gesamte ringförmige Wellungsteil 11 gefertigt werden können, sind Plastikmaterialien, etwa ein Polyamid (z. B. Nylon) oder Acetylharz, verstärktes oder verklebtes Plastik, sowie natürlicher oder synthetischer Hartgummi. Diese Materialien können mit einer Hartmetali-Unterlage verklebt sein, um hinreichende Festigkeit zu erreichen.

Beispielsweise ist für das Wellen von Aluminiumrohren Nylon ein geeignetes Material. Der Elastizitätsmodul von Nylon liegt in der Größenordnung von etwa 1,76 χ 10⁴ kp/cm², während Aluminium von 99,8% technischer Reinheit einen Elastizitätsmodul in der Größenordnung von etwa 0,7 χ 10⁶ kp/cm² hat

Die Lagerbuchsen 16, 17 können etwa aus Plastikmaterialien (z. B. ein Polyamid oder Acetylharz), verstärktem oder verklebtem Plastik, oder natürlichem oder synthetischem Hartgummi gefertigt sein, wobei diese Materialien auf Hartmetalle aufgeklebt sein können.

Die Vorrichtung läßt sich zur Bildung von schraubenförmigen statt ringförmigen Wellungen in dem Rohr bzw. Kabelschlauch 10 abändern, indem ein ringförmiges Wellungsteil 11 mit einer Rippe von kreisförmiger statt schraubenförmiger Form vorgesehen wird. Bei der derart abgeänderten Vorrichtung ist das ringförmige Wellungsteil in der gleichen Weise wie in F i g. 2 dargestellt geneigt, so daß im Berührungspunkt zwischen der Rippe 12 und dem Rohr die Rippe etwa parallel zur Wellungslinie liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wellen eines Metallrohres, mit einer eine axiale Bewegung des Rohres ermöglichenden Rohrlagerung, einem ringförmigen, das Rohr exzentrisch umgebend befestigten Wellungsteil mit einer gegen die Außenfläche des Rohres drückenden und an dem Innenumfang des Wellungsteiles angeordneten Rippe zum Wellen des Rohres, und mit einer Antriebseinrichtung für eine Bewegung des Wellungsteiles, bei der der geometrische Mittelpunkt des Wellungsteiles eine Kreisbahn um die Rohrachse beschreibt, wenn sich das Rohr axial durch das Wellungsteil bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Rippe (12) des ringförmigen Wellungsteiles (11) aus einem Material besteht, dessen Elastizitätsmodul kleiner ist als der Elastizitätsmodul des Metalles des Rohres (iO).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Rippe (12) ein Kunststoff oder harter natürlicher oder synthetischer Gummi ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial verstärkt oder verklebt ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein Polyamid oder ein Acetylharz ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid Nylon ist.