DE2107791A1

DE2107791A1 - Verfahren und Gerat fur das Be arbeiten von Rohren

Info

Publication number: DE2107791A1
Application number: DE19712107791
Authority: DE
Inventors: William Owen Abingdon Berkshire Lindsay (Großbritannien)
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1970-02-19
Filing date: 1971-02-18
Publication date: 1971-08-26
Also published as: FR2080629B3; DE7106173U; GB1336161A; FR2080629A7

Description

PATENTANWALT 2107791 T.lrfb«. (K7i) 3M0» DIPL-ING. ERICH SCHUBERT μ*™«***., ****, »β·» Postscheckkonten:

Köln 106931, Essen 203 «2

Bankkonten ι Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Sieaen, Eiserner StraBe 227 Deutsche Bank AG., Postfach 325 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

71 023 I/Schm 17. Febr. 1971

United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,

London, S.W.1, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 8147/70 vom 19- Febr, 1971 beansprucht.

Verfahren und Gerät für das Bearbeiten von Rohren

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Arbeitsgeräte für das Bearbeiten von Rohren, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zu Verfestigungs- oder Dekorativ-Zwecken oder zum Erzeugen oder Hervorrufen eines vergrößerten oder gestreckten Oberflächengebiets für v/ärmeaus tauschzwecke.

Gegenstand der Erfindung ist in erster Linie ein Verfahren zum Bearbeiten eines Rohres, um dadurch wenigstens eine Oberfläche des Rohres zu verformen, welches mehrere Verfahrensstufen aufweist, nämlich Einbringen eines ersten Formwerkzeuges in die Bohrung des Rohres; Ein- oder Aufbringen eines zweiten

109835/1162

Formwerkzeuges außerhalb des Rohres oder an oder auf dessen Außenseite; Bewegen entweder des besagten ersten oder des besagten zweiten Formwerkzeuges in Wirkverbindung mit einer Oberfläche des Rohres hinein, und zwar während des Rotierens des Rohres um seine Längsachse, um so die Wandung des Rohres zu einer Form oder Gestalt 'zu verformen, welche durch das erste und das zweite Formwerkzeug definiert bzw, festgelegt ist; und Bewegen der Formwerkzeuge in Achsrichtung zusammen mit Bezug auf das Rohr.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Ver- w fahren zum Bearbeiten eines Rohres zwecks Deforrnierung wenigstens einer Oberfläche des Rohres, mit den folgenden Verfahrensstufen vorgeschlagen: Bewegen des Rohres für eine Rotation um seine Längsachse; Anbieten oder Aussetzen der inneren Oberfläche des Rohres einem ersten drehbaren Formwerkzeug, welches eine geformte Oberfläche aufweist; Aussetzen der äußeren Oberfläche an einer Stelle entlang der Längsabmessung des Rohres, welche der Stelle des ersten Formwerkzeugs entspricht, wobei ein einziges zweites Formwerkzeug eine geformte Oberfläche aufweist, welche komplementär derjenigen des ersten Formwerkzeugs ist; Zwängen bzw. unter Kraftanwendung Bewegen wenigstens eines der lormwerkzeuge in Richtung auf das andere, um dadurch die Wandung des Rohres in eine Form oder Gestalt zu bringen oder zu verformen, welche durch die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge definiert oder bestimmt ist; Rotierendes Antreiben des Rohres in solcher Veise, daß die deformierte Rohrwandung die Formwerkzeuge zwingt zu rotieren; und Bewegen der Formwerkzeuge zusammen in Achsrichtung entlang dem Rohr, wobei die Anordnung der beiden Formwerkzeuge eine solche ist, daß nur dasjenige Teilstück des Rohres, daß sich zwischen den beiden Formwerkzeugen befindet, jeweils bzw. zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt bearbeitet wird.

109835/1152

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Rohres zwecks Verformung wenigstens einer Oberfläche des Rohres in Vorschlag gebracht, das sich zusammensetzt aus den folgenden Verfahrensstufen, nämlich aus dem Befestigen oder Einbringen einer vorbestimmten Rchrlänge für die Rotation um seine Längsachse; aus dem Drehantreiben des Rohres um besagte Achse herum; aus dem Einbringen in die Bohrung des Rohres eines ersten drehbaren Formwerkzeugs einer verformten Oberfläche, so angeordnet, daß es die innere Oberfläche des Rohres anblickt bzw. ihr gegenübersteht; aus dem Vorsehen eines zweiten Formwerkzeugs -außerhalb des Rohres wobei besagtes zweites Formwerkzeug eine geformte Oberfläche aufweist, welche komplementär derjenigen des ersten Formwerkzeugs ausgebildet ist, und so angeordnet ist, daß es der äußeren Oberfläche des Rohres gegenübersteht; aus dem Ein- oder Ausrichten der beiden Formwerkzeuge in solcher Weise, daß die verformten Oberflächen einander anblicken bzw. gegenüberstehen, Zwängen wenigstens eines der Formwerkzeuge in Richtung auf das andere, um so die Rohrwandung in dem einen Gebiet entlang der Langsabmessung und des Außenumfangs des Rohres ih eine Form oder Gestalt z\x verformen, welche durch die geformten Oberflächen des ersten und des zweiten Formwerkzeugs festgelegt ist; aus dom Bewegen der Formwerkzeuge zusammen in Achsrichtung entlang dem Rohr in progressiver Weise, um so das Rohr über seine Länge hinweg zu bearbeiten.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Arbeitsgerät für das Bearbeiten eines Rohres, um eine Oberfläche des Rohres zn verformen, in Vorschlag gebracht, bestehend aus Mitteln zum Halten oder Lagern eines Rohres für eine Rotation um seine Längsachse, aus einem ersten Formwerkzeug für die Anordnung oder das Einbringen in die Bohrung des Rohres, aus einem zweiten Formwerkzeug für das Vorsehen außerhalb des Rohres, auo Mitteln für das Rotieren des Rohres, aus Ttitteln, um wenigstens

109835/1152

BAD OFHGiNAL

eines der Formwerkzeuge in Kontakt mit dem Rohr zu bringen, um so die Wandung des Rohres in eine Form oder Gestalt zu verformen, welche durch das erste und zweite Formwerkzeug bestimmt ist, und aus Mitteln für den "Vorschub der beiden Formwerkzeuge in Achsrichtung zusammen entlang dem Rohr.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Arbeitsgerät für das Bearbeiten eines Rohres, um wenigstens eine Oberfläche des Rohres zu verformen, vorgeschlagen, welches sich zusammensetzt aus Mitteln für die Halterung und das Rtieren des Rohres, das bearbeitet werden soll, um seine Längsachse, aus Haltemitteln, welche sich in einer Richtung parallel zur

W Längsachse des Rohres erstrecken, einem ersten Formwerkzeug mit einer geformten Oberfläche an den Haltemitteln sitzend, wobei das besagte erste Formwerkzeug um die Längsachse der Haltemittel rotierbar und in der Lage ist, in Achsrichtung entlang den Haltemitteln eine Querbewegung auszuführen, aus einem zweiten Formwerkzeug, welches drehbar um eine Achse ist und eine geformte Oberfläche aufweist, welche komplementär derjenigen des ersten Formwerkzeugs ist, wobei besagtes zweites Formwerkzeug fähig ist·, eine Querbewegung axial in Bezug auf die Haltemittel auszuführen, und aus Mitteln zum Zwängen bzw. unter Kraftanwendung Bewegen wenigstens eines der Formwerkzeuge in Richtung auf das andere, zu dem Zweck, das Rohr in dem einen Gebiet entlang der Längsabmessung und der Umfangsabmessung des Rohres in eine Form oder Gestalt zu verformen, welche durch die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge bestimmt ist.

Die Mittel für das Halten und Rotieren des Rohres können aus einer Klemmvorrichtung bestehen, die so eingerichtet ist, daß sie das eine Ende des Rohres aufnimmt, und aus einer Halterungs-Bachse oder—Büchse, die in dem anderen Ende des Rohres angeordnet ist, wobei besagte Haltebüchse in ihrer

109835/1152

Stellung relativ zu der Klemmvorrichtung vermittels eines fixierten oder ortsfesten Mittelstücks gehalten wird.

Die Klemmvorrichtung kann beispielsweise eine Spanneinrichtung oder ein Spannfutter einer Drehbank sein oder ein Klemm-Zusammenbau, welcher in der Spannvorrichtung oder dem Spannfutter sitzen kann.

Vorzugsweise weisen die Mittel für das Halten und Rotieren des Rohres außerdem ein Ring- oder Lauflager auf, dessen Innenring durch die Haltevorrichtung gehalten und dessen Außenring in die Bohrung des Rohres eingefügt wird, und die Klemmvorrichtung ist so eingerichtet, daß das Rohr an oder auf den Außenring des Lagers aufgespannt wird.

Die Haltevorrichtung kann ein mit Außengewinde versehener Bauteil sein, in welchem Falle das erste Formwerkzeug mit einer komplementären Innengewindebohrung ausgestattet ist, und das erste Formwerkzeug wird in den Haltebauteil so eingeschraubt, daß dann, wenn das Rohr rotiert wird, das erste Formwerkzeug durch das Rohr angetrieben wird und in axialer Richtung entlang dem Haltebauteil schraubbewegt wird. Alternativ kann die Haltevorrichtung eine Leitspindel sein, welche beim Rotieren das erste Formwerkzeug dazu bringt, sich axial entlang dem Rohr zu bewegen, in welchem Fall das erste Formwerkzeug in zwei Teilstücken konstruiert sein kann, nämlich einem ersten Teilstück, welches eine komplementäre Raumform zu derjenigen der Haltevorrichtung hat und welche gegen Drehung in der Haltevorrichtung gesichert ist, wenn die Haltevorrichtung rotiert, beispielsweise vermittels ortsfester Führungsstücke, und einem zweiten Teilstück (Außenteil), welches drehbar relativ zum ersten Teilstück des ersten Formwerkzeugs um die Längsachse der Haltevorrichtung ist.

10 9 8 3 5/1152

Das zweite Formwerkzeug sitzt vorzugsweise in einem Halter, wie beispielsweise einem Support oder Schlitten einer Drehbank, welcher in Achsrichtung entlang dem Rohr in Übereinstimmung mit dem ersten Formwerkzeug bewegbar ist.

Eine Halterungs- oder Lager-Buchse kann für das Einbringen in die Bohrung des Rohres vorgesehen werden, wodurch eine Versteifung oder Halterung für das Rohr während der Zeitdauer erreicht wird, während welcher das Rohr bearbeitet wird. Die Haltebüchse kann ein zylindrischer Bauteil von etwas geringerem Durchmesser als dem Innendurchmesser des unbearbeiteten ' Rohres sein, und vorzugsweise wird es auf die Haltevorrichtung in einer ähnlichen Weise wie das erste Formwerkzeug ein- oder aufgefädelt. Die Haltebuchse kann unabhängig vom ersten Formwerkzeug sein oder auch aus einem Stück mit dem ersten Formwerkzeug bestehen.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlicher anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes schematisch und in isometrischer Teildarstellung wiedergibt, erläutert.

Das dargestellte erfindungsgemäße Arbeitsgerät weist eine übliche Drehbank 1 auf, welche mit einem Spindelstock 2, einem Spannfutter 3, einem fixierten bzw. ortsfesten Reitstock und einem Support bzw. Schlitten 5 ausgestattet ist. Der Schlitten 5 sitzt auf einer Verbund-Gleitführung 6 (Kreuzschlitten), welche am Drehbankbett 7 vermittels eines Sattelstückes 8 gehalten wird. Eine Leitspindel 9 ist vorgesehen, um den Sattel 8 entlang dem Drehbankbett 7 zu bewegen, wenn die Leitspindel 9 in der üblichen Weise betätigt wird·

108835/1152

Die Drehbank 1 ist außerdem mit einer Supportvorrichtung in der Form eines Supportbauteils 10 versehen, welche ein Flanschstück 11 aufweist, das an das eine Ende angeschweißt ist, daiiiit der Supportbauteil 10 mittels Bolzenverbindung am Spindelstock 2 befestigt werden kann. Das andere Ende des Supportbauteils 10 wird gehalten über die Reitstockspitze 4. Der Supportbauteil ist mit einem Außenschraubgewinde · 12 ausgestattet. Das zu formende Rohr 13 wird in oder auf Lagern 14 und 15 gehalten, welche freidrehbar in Bezug auf den Supportbauteil 10 sind. Das Lager 15 dient zur Halterung des Supportbauteils 10. Eine Feder 16 ist zwischen dem Lager und dem Reitstockkörper vorgesehen, um den Lagerbauteil 14 in ^j Wirkverbindung mit dem Rohr 13 zu bringen bzw. zu halten. Das Rohr 13 ist in den Klauen des Spannfutters 3 vermittels einer Klemmeinrichtung 18 gehalten, welche aus einem AußeiJcörper 19 besteht, in welchen drei Alien-Schrauben bzw. Spannschrauben eingeschraubt sind, wodurch das Rohr 13 gegen den Außenumfang des Lagers 15 gespannt werden kann. Der Zweck der Spann- oder Klemmeinrichtung 18 besteht darin, es dem Rohr zu ermöglichen, mittig gegriffen oder gespannt zu werden, ohne daß sich die Notwendigkeit ergibt, das Spannfutter 3 jedesmal zu lösen, wenn das Rohr entfernt werden soll und ein neues RcL" für das Yer- !^*·'^χ formen eingebracht wird, wodurch die Bedienungsschwierigkeiten des Wiederausrichtens des Rohres in jedem Fall auf einen Mlndeet-' wert gebracht werden.

Ein erstes Formwerkzeug 21 (innen-Formwerkzeug) in der Form eines Zylinders mit einer Gewindebohrung ist an den Supportbauteil 10 angeschraubt und von einem solchen Durch-, messer, daß er gerade in die Bohrung des Rohres 13 eindringen kann« Der Umfang des Innenformwerkzeugs 21 ist zur gewünschten Raumform oder in diese maschinenbearbeitet, beispielsweise au einer wendel- oder schraubenförmigen Raumform. Ein Haltering 2<£ welcher eine Gewindebohrung aufweist, 1 an dem Supportbaufteii 10 angeschraubt und sitzt gerade vox m Innenwerkzeug,,21_t'4jp-

109835/1152 ",

ORIGINAL INSPECTED

das Rohr zentrisch bzw. mittig mit Bezug auf den Supportbauteil 10 zu halten. Der !Durchmesser des Supportringes 22 ist solcherart, daß er gerade in die Bohrung des Rohres 13 paßt. Der Haltering 22 kann in einem Stück mit dem Formwerkzeug 21, wenn gewünscht, ausgebildet sein.

Ein zweites Formwerkzeug 23 (Außenformwerkzeug) sitzt in einem Werkzeughalter 24 vermittels einer Spindel 25. Der Werkzeughalter 24 ist in den Schlitten 5 in der üblichen Weise eingespannt und so ein- oder ausgerichtet mit der Drehachse des Formwerkzeugs 23, daß diese parallel zur Drehachse des Rohres |i verläuft. Der Umfang des Formwerkzeugs 23 ist zu einer Raumform maschinenbearbeitet, welche komplementär zu derjenigen des Formwerkzeugs 21 ausgebildet ist und in etwa die gleiche Breite wie das Formwerkzeug 21 aufweist.

Im Betrieb des Arbeitsgerätes wird die leitspindel 9 so betätigt, daß sie das Sattelstück 8 entlang dem Drehbankbett 7 mit der gleichen Steigung wie das Gewinde auf dem Supportbauteil 10 fortbewegt. Das Formwerkzeug 21 und der Haltering sind angeschraubt an den Haltebauteil 10 und dicht beim Spannfutterende des Supportbauteils 10 angeordnet. Das Formwerkzeug 23 fluchtet mit dem Formwerkzeug 21, und die Leitspindel 9 wird betätigt, Die Klemmeinrichtung 19 (18?) ist fest im Spann-" futter 3 eingespannt, und ein zu verformendes Rohr wird über den Supporthauteil 10, das Formwerkzeug 21, den Haltering 22 und das Lager 14 dadurch auf- oder eingebracht, daß die Reitstockspitze 4 gelöst und der Reitstock 17 aus dem Weg geräumt wird. Der Reitstock 17 wird dann zurück in Stellung gebracht, um den Haltebauteil 10 zu halfen; das Lager 14 wird in die Bohrung des Rohres eingeführt, und das Rohr wird in die Klemmeinrichtung 18 eingespannt. Die Feder 16 hält das Lager 14 in der Bohrung des Rohres. Das Formwerkzeug 23 wird in Wirkverbindung mit der Außenfläche des Rohres dadurch gebracht, daß das Handrad 26 des Kreuzschlittens gedreht wird, und Druck

108835/1152

wird dem Rohr übermittelt, und zwar mittels des Formwerkzeugs 23, um dadurch die Wandung des Rohres zu verformen. Der Spannfutterantrieb und der Antrieb für die Leitspindel 9 ist in solcher Weise wirksam, daß für jede Umdrehung des Rohres die Formwerkzeuge 21 und 23 und der Haltering 22 rotieren und sich in Achsrichtung gemeinsam entlang dem Rohr bewegen, wodurch die Wandung des Rohres in eine Querschnittsform gebracht wird, die durch- die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge 21 und 23 definiert ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Formwerkzeuge 21 und 23 so geformt, daß sie eine Anzahl schraubenförmigen oder gewendelten Rippen entlang der völligen Längsab- · messung erzeugen.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Arbeitsgerät als ein zweckgebundenes Ausrüstungsstück ausgebildet sein kann, das heißt, der oder das Arbeitsgerät braucht nicht die Form einer Drehbank zu haben, welche in der vorbeschriebenen Weise modifiziert ist, sondern kann auch eine Maschine sein,die speziell dazu gebaut ist, um Rohre in der vorstehend ausgeführten Weise zu formen oder zu verformen. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß andere Mittel zur Anmeldung kommen, um das Formwerkzeug 21 in Achsrichtung zu bewegen, wenn dies gewünscht wird.

Ein Beispiel einer Alternativmöglichkeit zum axialen Bewegen des Formwerkzeugs 21 besteht darin, den Supportbauteil durch eine drehbare leitspindel zu ersetzen, welche die gleiche Steigung wie diejenige der Leitspindel 9 aufweist, in welchem Fall das Formwerkzeug 21 in zwei Teilstücken konstruiert oder zerlegt wird, nämlich ein erstes Teilstück in der Form eines Mittelkerns, welcher gegen Drehung mit dem Supportbauteil 10 gesichert wird, beispielsweise mittels ortsfester Führungen (angeordnet in der Bohrung des Rohres in einer ähnlichen Weiöe wie der Supportbauteil 10), und ein zweites Teilstück (Außenteilstück), welches freidrehbar auf dem Mittelkern ist. Der Haltering 22 kann, wenn erwünscht, in der gleichen Weise modifiziert werden.

108835/1182

- ίο -

Es sei darauf hingewiesen, daß die Querschnittsform des fertiggestellten Rohres durch die Profile der Formwerkzeuge 21 und 22 festgelegt sind. So kann zum Beispiel, wenn die Formwerkzeuge 21 und 23 eine Form ähnlich derjenigen eines Antriebszahnrades aufweisen, das Rohr derart verformt werden, daß es eine längsverlaufende Riffelung oder längsverlaufende Rippen aufweist. Die Riffelung oder die Rippen können parallel zur Rohrachse hergestellt werden, oder es können durch Änderung des Winkels der Riffelung der Formwerkzeuge 21 und 23 "bezüglich der Rohrachse eine schrauben- oder spiralförmige ) Riffelung oder schraubenförmige Rippen auf oder an dem Rohr geformt werden.

Die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge 21 und 23 sind komplementär, d.h. sie sind derart eingerichtet und angeordnet, daß sie miteinander zusammenarbeiten, um das Rohr zur Herstellung der gewünschten Form zu pressen bzw. zu quetschen. Zum Beispiel kann eines der Formwerkzeuge einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen, während das andere Formwerkzeug eine dem Vorsprung oder den Vorsprüngen angepaßte Vertiefung bzw. Vertiefungen aufweist, derart, daß zum Beispiel ein ringförmiger Abschnitt des . Rohres derart bearbeitet werden kann, daß ein oder mehrere Kanäle entweder auf der inneren Oberfläche oder der äußeren Oberfläche des Rohres erzeugt werden oder daß die ganze Rohrwand verformt wird. Die durch die Formwerkzeuge 21 und 23 bearbeitete Rohrwand kann im wesentlichen eine gleichmäßige Wanddicke aufweisen. Alternativ können ausgewählte Bereiche des Rohres mit einer dünneren V/andstärke als andere Bereiche des Rohres hergestellt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß teilweise der Spalt zwischen den Formwerkzeugen 21 und 23 verändert wird oder

108835/1152

daß das Formwerkzeug 21 mit einem Profil hergestellt wird, das von dem Profil des Formwerkzeuges 23 leicht abweicht.

Es sei darauf hingewiesen, daß während des Betriebes der Vorrichtung das Formwerkzeug 23 außer Wirkverbindung mit dem Rohr gebracht, aber dennoch axial geraeinsam mit dem inneren Formwerkzeug bewegt werden kann, um Abschnitte auf dem Rohr zu bilden, v/elche nicht durch das innere und äußere Formwerkzeug verformt sind. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Durchmesser des inneron Formwerkzeuges derart bemessen ist, daß bei rotierendem Antrieb des Rohres das innere Formwerkzeug durch das Rohr angetrieben wird.

Es hat sich erwiesen, daß die ^emäß der Erfindung hergestellten Rohre eine größere Steifheit besitzen und daß die Rohre in einigen Ausführungen bc-sonders geeignet zur Verwendung in Wärmeaustauscharη sind.

Me Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausflihrungsbeispielo beschränkt, öo können zum Beispiel das erfindungsgomäßc Verfahren und auch die Vorrichtung modifiziert werden und das' Verfahren kann einen Vorfabrikationsschritt einschließen, bei dem uin Ilaterialstroifen gewickelt und zu dor Form eines ITahtrohres verbunden wird, bevor das so geformte Rohr auf das innere Formwerkzeug aufgebracht wird, um das Rohr mit einer gewünschten Form herzustellen.

Es sei darauf hingewiesen, daß, um die Verwendung von langen Haltemitteln su beschränken, die Formwerkzeuge, sobald sie das Lnde der Arbeitsbowcf-ung entlang des Rohres erreicht haben, d.h. am Jnde des Formprozeßes, in ihre Ausgangsposition zurückbewegt ;rden können und

109835/1162 ^

ein neuer Rohrabschnitt über das innere Formwerkzeug eingebracht und das Formverfahren zur Bearbeitung einer weiteren Rohrlänge von neuem begonnen werden kann. In diesem Falle kann ein halbkontinuierliches Verfahren erzielt werden," und die Maximallänge des Rohres würde auf diejenige Länge beschränkt werden, welche gehalten werden und leicht gehandhabt werden könnte, wobei zu beachten ist, daß das bzw. die Haltemittel, auf weichen die inneren Formwerkzeuge angeordnet sind, fest im Rohr angeordnet sein müssen. Es ist denkbar, daß die Haltemittel von einem Dnde durch ein festes Bauteil der Vorrichtung getragen v/erden könnten und das andere Ende dur Haltemittel formschlüßig in der Bohrung des Rohres mittels eines Abstandshalters, z.B. eines Traglagers, angeordnet sein kann, wobei in diesem Falle Haltemittel in der Form einer drehbaren Backe oder eines drehbaren Ringes, z.B. ein Traglager, das in einem festen Bauteil rund um das Rohr gehalten wird, wobei die innere Laufbahn des Traglagers mit Ilindestspiel auf einem ebenen Abschnitt des zu bearbeitenden Rohres sitzt, vorgesehen sein können, um das Rohr für eine Rotationsbewegung zu halten und somit auch die Haltemittel zu halten bzw. abzustützen, auf denen das innere Formwerkzeug gehalten wird. Es sei darauf hingewiesen, daß anstatt der drehbaren Backe oder des drehbaren Ringes eine Mehrzahl von Rollen rund um das Rohr vorgesehen sein kann, um das Rohr und die Haltemittel zu halten bzw. abzustützen, auf denen das innere Formwerkzeug mittig bezüglich der 'Klemmvorrichtungen (d.h. des Spannfutters, der Klemmbacke oder eines Klemmringes) gehalten wird.

Es kann auch mehr als ein Rohr zur gleichen Zeit ver- oder geformt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, daß ein uinsiges äußeres Formwerkzeug auf einem Haltebauteil ähnlich dem -"altebauteil 10 montiert ist und

109835/1152

eine Hehrzahl von Formwerkzeugen (jedes dieser Formwerkzeuge ist auf seinem eigenen Supportbauteil angeordnet, welches sich parallel zu dem Supportbauteil erstreckt, auf welchen das äußere Formwerkzeug befestigt ist) rund um das äußere Formwerkzeug auf uinem gemeinsamen Abstandskreisdurchmesscr angeordnet sind. Jedes innere Formwerkzeug ist derart angeordnet, daß es in die Bohrung eines zu formenden Rohres paßt und ist ähnlich dem vorbeschriebenen Formwerkzeug 21 ausgebildet und angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der letztgenannten Anordnung alle Formwerkzeuge (d.h. das einzige äußere Formwerkzeug und die Hehrzahl der inneren Formwerkzeuge) mit einem Schraubengewinde auf dem jeweiligen Supportbauteil befestigt sind. Alle diese Rohre worden gleichzeitig in Drehung versetzt und dadurch rotieren das äußere Formwerkzeug und jedes der inneren Formwerkzeuge und auf diese '/eise bewegen sich- alle Formwerkzeuge axial entlang den Rohren.

Druckmittel können vorgesehen sein, um jedes Rohr zusammen mit seinem Formwerkzeug radial auswärts gegen das äußere Formwerkzeug zu drücken.

Bei Bedarf kann auch mehr als ein Rohr auf jedem Haltemittel befestigt sein, zum Beispiel zwei oder drei Rohre können iieite an Seite entlang dem oder jeden Haltemittel angeordnet sein,und es können iiittel vorgesehen sein, um jedes Rohr auf den Supporteinrichtungen zu halten.

Das Verfahren und die Vorrichtungen können modifiziert werden, um Rohre zu bearbuit.on, welche nicht so biegsam wie zum Beispiol Kupfer, bossing odur Aluminiun sind (".B. bei der Bearbeitung von Stahlrohren) indem Heizmittel verwendet werden, um wenigstens einen Abschnitt des Rohres vor der Bearbeitung des Rohres zu erwärmen, um dienen biegsamer zu

109835/11B2

-H-

zu machen. Derartige Heizmittel können in der Form eines elektrischen Induktionsofens oder eines geeigneten Flammenerhitsers verwendet werden. In diesen Fällen kann die Wärmequelle derart angeordnet sein, daß sie sich entlang dem Rohr oberhalb der Formwerkzeuge bewe^ oder alternativ kann das Rohr über die ganze zu bearbeitend*-· Rohrlänge erwärmt werden

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Anspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerk-™ male, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Ansprüche

109835/ 11 B2 ^BAD

Claims

71 023 Pü/Bk. . 17. Februar 1971

Pat ent ansprüche

M.)Verfahren zum Bearbeiten eines Rohres zur Verformung wenigstens einer Oberfläche des Rohres, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensstufen: Befestigung des Rohres für eine Rotation um seine Längsachse; Aussetzen der inneren Oberfläche des Rohres einen erste<n drehbaren Formwerkzeug, welches eine geformte Oberfläche aufweist; Aussetzen der äußeren Oberfläche des Rohres einem einzigen zweiten Formwerkzeug an einer Stelle entlang der Längsabmessung des Rohres, welche der Stelle des ersten Formwerkzeugs entspricht, wobei das zweite Formwerkzeug eine geformte Oberfläche aufweist, welche komplementär derhenigen des ersten Formwerkzeuges ist; Zwängen bzw. unter Kraftanwendung Bewegen wenigstens eines Formwerkzeuges in Richtung auf das andere, um dadurch die Wandung des ^ohres in eine Form oder Gestalt zu bringen oder zu verformen, welche durch die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge definiert bzw. bestimmt ist; rotierendes Antreiben des Rohres in solcher Weise, daß die deformierte Rohrwandang die Formwerkzeuge zwingt, zu rotieren, und Bewegen der Formwerkzeuge zusammen in Achsrichtung entlang den Rohr, wobei die Anordnung der beiden Formwerkzeuge eine solche ist, daß nur dasjenige Teilstück des Robss, das sich zwischen den beiden Formwerkzeugen befindet, "jeweils bzw. zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt bearbeitet wird.
2. Verfahren zum Bearbeiten eines Rohres zwecks Verformung wenigstens einer Oberfläche des Rohres, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrens stufen: Befestigen oder Einbringen einer vorbestimmten Rohrlänge für die Rotation um seine Längsachse; Rotationsantrieb des Rohres un seine Längsachse; Einbringen in die Bohrung des Rohres eines ersten drehbaren Formwerkzeuges nit einer verformten Oberfläche, die der inneren Oberfläche des Rohres gegenüberliegend angeordnet ist; Vorsehen eines zweiton Formwerkzeugs außerhalb des Rohres,wobei das

1Q9835/1152

zweite Formwerkzeug eine geformte Oberfläche aufweist, welche komplementär derjenigen des ersten Formwerkzeuges ausgebildet und so angeordnet ist, daß es der äußeren Oberfläche des Rohres gegenübersteht; Ein- und Ausrichten der beiden Formwerkzeuge in solcher Weise, daß die verformten Oberflächen einander gegenüberstehen; Zwängen wenigstens eines der Formwerkzeuge in Richtung auf das andere, um so die Rohrwandung in einem Abschnitt entlang der Längsabmessung und des Außenumfangs des Rohres in eine Form zu bringen, welche durch die geformten Oberflächen des ersten und des zweiten Formwerkzeuges festgelegt ist; Bewegen der Formwerkzeuge zusammen in Achsrichtung entlang dem Rohr in progressiver Weise, um so das Rohr über seine Länge hinweg zu bearbeiten«
3. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Rohres zwecks Verformung wnigstens einer Oberfläche des Rohres, gekennzeichnet durch Mittel zum Halten und Lagern eines zu bearbeitenden Rohres für eine Rotation um seine Längsachse, durch Haltemittel, die sich in einer Richtung parallel zur Längsachse des Rohres erstrecken, durch ein erstes Formwerkzeug mit einer verformten Oberfläche, das auf den Haltemitteln befestigt ist, wobei das erste Formwerkzeug um die Längsachse der Haltemittel drehbar ist und axial längs den Haltemitteln bex^eglich ist, durch ein zweites Formwerkzeug, das um eine Achse drehbar ist und eine geformte Oberfläche komplementär zu derjenigen des ersten Formwerkzeuges aufweist, wobei das zweite Formwerkzeug axial beweglich mit Bezug auf das bzw. die Haltemittel beweglich ist, und durch Mittel, um wenigstens eines der Formwerkzeuge gegen das andere zu drücken, um so das Rohr in einem Bereich entlang der Längsabmessung und dem Umfang des Rohres in eine Form und Gestalt zu verformen, welche durch die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge bestimnt ist.
4. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Rohres zwecks Verformung wenigstens einer Oberfläche des Rohres, gekennzeichnet durch Mittel für die Halterung und das Rotieren des zu bearbeitenden Rohres un seine Längsachse, Haltemittel, die sich in

109835/1152

einer Richtung parallel zur Längsachse des Rohres erstrecken, durch ein erstes Formwerkzeug, das eine geformte Oberfläche aufweist und an den Haltemitteln befestigt ist, wobei das erste Formwerkzeug um die Längsachse der Haltemittel drehbar und axial entlang den Haltemitteln bewegbar ist, durch ein zweites Formwerkzeug, das um eine Achse drehbar ist und eine geformte Oberfläche komplementär zu derjenigen des ersten Formwerkzeuges aufweist, wobei das zweite Formwerkzeug axial mit Bezug auf die Haltemittel beweglich ist, und durch Mittel zum Zwängen bzw. unter Kraftanwendung Bewegen wenigstens eines der Formwerkzeuge gegen das andere zu dem Zweck, das Rohr in einem Abschnitt entlang der Längsabmessung und der Umfangsabmessung des Rohres in eine Form oder Gestalt ,zu verformen, welche durch die geformten Oberflächen der Formwerkzeuge bestimmt ist ο
5= Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Halterung und Drehung des Rohres ein KlemmittfeflL zur Aufnahme eines Endes des Rohres umfassen und eine in das andere Ende des Rohres einsetzbare Halte- bzw. Lagerbuchse, die in ihrer Stellung relativ zu dem Kiemmittel durch ein festes Mittelstück gehalten wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Halterung und Drehung des Rohres weiterhin ein Traglager uifaßt, dessen innere Laufbahn durch das Haltemittel getragen wird und dessen äußere Laufbahn in die Bohrung des Rohres eingesetzt ist, und daß das Klemmittel*-derart angeordnet ist, um das Rohr an der äußeren Laufbahn "des I/agers
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel aus einem mit einem Außenschraubengewinde versehenen Bauteil besteht, und daß das erste Formwerkzeug mit einer ein komplemtäres Schraubengewinde aufweisenden Bohrung versehen ist, derart, daß die Drehung des ersten Formwerkzeuges um das Haltemittel das erste Formwerkzeug axial entlang dem Haltemittel vorwärtsbewegt.

109835/1152
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel drehbar und eine äußere Gewindeform aufweist und daß das erste Formwerkzeug einen ersten Bauteil aufweist mit einer Bohrung mit einem zu demjenigen des Haltemittels komplementären Schraubengewinde und das von der Rotation mit dem Haltemittel zurückgehalten wird, wenn das Haltemittel in Drehung versetzt wird, und daß das erste Formwerkzeug einen zweiten Bauteil aufweist, welcher relativ zu dem ersten Bauteil des ersten Formwerkzeuges um die Längsachse des Haltemittels drehbar ist.
9« Vorrichtung nach Anspruch 7> gekennzeichnet duA eine Leitspiirfel zur Bewegung des zweiten Formwerkzeuges axial mit Bezug auf das Haltemittel.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Stabilisierungsbuchse zum Einsatz in die Bohrung des Rohres angrenzend an das erste Formwerkzeug, um das Rohr zur Vermeidung einer Biegebeanspruchung abzustützen.

109836/1162