DE2110485C3

DE2110485C3 - Vorrichtung zum Herstellen von Rohren mit schraubenförmigen Rippen auf der Außenwandung

Info

Publication number: DE2110485C3
Application number: DE2110485A
Authority: DE
Inventors: Andrew Anthony La Crescent Minn. Habiger
Original assignee: Trane Co
Current assignee: Trane Co
Priority date: 1970-03-04
Filing date: 1971-03-02
Publication date: 1981-05-27
Also published as: US3648502A; DE2110485A1; GB1302335A; FR2084158A5; JPS5598447U; DE2110485B2; CA942545A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches I.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-AS 12 65696) ilt die Steigung einer Nut zwischen aufeinanderfolgenden Scheiben unverlndert. Die Herstellung von Kippenrohren ist insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als bei der Berippung auf di« Axialverlängerung des Rohre» keine Rücksicht genommen ist

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so zu gestallen, daß einwandfreie Rippen ohne Schäden durch Stauchungen In axialer Richtung des Rohres erzeugt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgcmäß das im Kennzeichen des Anspruches I Erfaßte vorgeschlagen.

Es ist zwar bei gattungsähnlichen Vorrichtungen (US-PS 25 08 517, s. insbes. «palte 4, Zeilen 48 ff) bekannt, ein Walzwerkzeug teilweise so auszugestalten, wie ex erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, jedoch konnte dieser Stand der Technik die Erfindung nicht nahelegen, weil sich hierbei nicht die Steigung einer Nut über den gesamten Bearbeitungsbereich vergrößert.

Rohre, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden, können eine Rippendichte von 35 Rippen pro 2,54 cm haben.

Die Vergrößerung der Steigung ist von solcher Größe, daß sie im Einklang steht mit der Verlängerung des Rohres.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ίο ist in den Figuren dargestellt Darin zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt in vergrößertem und leicht verzerrtem Maßstab, wobei der Schnitt der Linie I — I der F i g. 2 entspricht

F i g. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtang und

F i g. 3 ein Diagramm, ebenfalls vergrößert und leicht verzerrt aus dem sich die Positionen der Scheiben ergeben.

In den F ig. 1, 2 und 3 ist die Veränderung in der Steigung zwischen benachbarten Scheiben mit dem Fäklcr ca. iO multipüzieri. auf diese Weise wird die Erfindung klarer.

Die Vorrichtung 10 zum Herstellen gerippter Rohre weist einen inneren Dorn 11 auf, der in einem Kupferrohr 12 von kreisförmigem Querschnitt angeordnet ist Außerdem ist ein Zylinder 13 vorgesehen.

Dieser Zylinder besitzt einen Ring 14, dessen Längsachse mit 9 bezeichnet ist Der Dorn 11 und das Rohr 12 haben ebenfalls die Achse 9 als Längsachse. Eine ringförmige Platte 15 ist auf dem vorderen Ende des Ringes 14 angebracht Die Platte 15 hat mehrere kreisförmige Schlitze 16. In diesen stecken sich in axialer Richtung erstreckende Bolzen 17. Letztere sind in den Ring 14 geschraubt und halten auf diese Weise die ringförmige Platte 15. Löst man die Bolzen 17. so kann man die ringförmige Platte 15 relativ zu dem Ring 14 um die Achse 9 drehen. In ähnlicher Weise ist eine hintere ringförmige Platte 18 an dem hinteren Ende des Ringes 14 mittels mehrerer, sich in ax-aler Richtung erstreckende der Bolzen 19 befestigt die durch kreisbogenförmige Schlitze 20 ragen. Die ringförmigen Platten 15 und 18 besitzen vier nach innen ragende Arme 21 und 22. die verstellbar in Ausnehmungen 23 und 24 stecken und mittels Schrauben 25 festgelegt werden können. Die Arme 21 und 22 <nd die Bohrungen 23 und 24 haben einen kreisförmigen Querschnitt so daß die Arme 21 und 22 gedreht werden können; die Gründe dafür werden weiter unten dargelegt Das innere Ende jedes Arms 21 und 22 ist mit einem Tragring 26 bzw. 27 verbunden. Vorzugsweise bestehen die Arme und die Tragringe jeweils aus einem Stück. Lager 28 werden von dem Ring 26 und Lager 35 von dem Ring 27 getragen. Die Lager 28 und 35 haben sowohl radiale als auch axiale Lagerflachen.

.Scheibeneinheiten A, B. C und D sind zwischen den Lagern 28 und 35 gelagert. Die Scheibeneinheit A ist im wesentlichen identisch mit der Scheibeneinheit C und die Scheibeneinheit B ist im wesentlichen identisch mit der Scheibeneinheit D. Im folgenden werden daher nur ^o die Einheiten A und /»beschrieben

Die Scheibeneinheit A ist im oberen Teil der F i g. I im Querschnitt dargestellt Sie besieht aus einer Welle 29, die in den Lagern 28 und 35 gelagert ist. Auf der Welle 29 sitzen mehrere Scheiben A_h A₂, At, A4, Ai, A*. ^M Ai und A». Zwischen den Scheiben befinden sich Abstandsringe 30. Die Scheiben und die Abstandsringe sind auf der Welle 29 mittels der Bolzen 31 festgeklemmt.

Jede Scheibe ist gehärtet, hat ein im wesentlichen rundes Profil und kann insofern eine Nut in das Rohr 12 einrollen. Die Scheiben Ai, Ai, A* A₄, As, A₆, Ar und A₈ vergrößern sich allmählich vom rechten zum linken Ende hin, und zwar derart, daß die Dicke und der Außendurchmesser zunimmt

Die Scheibeneinheit B weist eine Welle 32 auf, die in den Lagern 28 und 35 gelagert ist Mehrere Scheiben Bi, Bi, B₃, Bt, Bi, &, Bj und S₈ sitzen auf der Wrile 32. Zwischen den Scheiben befinden sich Abstandsringe 33. to Auch in diesem Falle sind die Scheiben und Abstandsringe auf der Welle 32 mittels Bolzen 34 festgeklemmt

Auch die Scheiben B bestehen aus einem gehärteten Material, sind ringförmig und haben ein abgerundetes Profil, so daß sie entsprechend geformte Nuten in das Rohr 12 einrollen. Die Scheiben B_x, B₂, B₃, B₄, Ba. B₀, B₇ und Bi vergrößern sich von rechts nach links derart, daß sich die Dicke und der Außendurchmesser vergrößert

Der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß die Scheibeneinheit A, B, C und D etwas verwinkelt angeordnet sind, derart, daß die Scheiben tu einer Schraubenlinie um das Rohr 12 herum ausgerichtet sind, wobei die A-me 22 gegenüber den Armen 21 etwas in der Drehrichtung des Zylinders 13 verdreht zueinander sind. Diese Verdrehung kann man dadurch erzielen, daß man die Bolzen 17 oder 19 löst und ebenfalls die Schrauben 25 lockert Die Ringplatten 15 und 18 können dann gedreht werden. Anschließend werden die Bolzen und die Schrauben 25 wieder festgezogen. Die Arme 21 und 22 werden leicht in den Bohrungen 23 und 24 während dieser Justierung gedreht Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt daß der Schnitt gemäß F i g. 1 nicht genau dort vorgenommen worden ist wo er in F i g. 2 der Einfachheit halber eingezeichnet ist Der Schnitt gemäß F i g. I zeigt die Scheibeneinheit A und B längs einer Ebene, die durch die Achsen der Wellen 29 und 32 geht

Ferner ist zu beachten, daß die Scheiben der Einheit B in axialer Richtung etwas hinter den entsprechenden Scheiben der Einheit A liegen. Es liegt also die Scheibe B\ etwas hin*?r der Scheibe Ai. die Scheibe B₁ etwas *o hinter der Scheibe Ai usw. Entsprechendes gilt für die Scheibeneinheit D. die etwas hinter der Scheibeneinheit C liegt Die Einheit aller Rollen ergibt sich aus dem Diagramm gemäß F i g. 3.

In diesem entsprechen die horizontalen Linien der « Scheibeneißtaiten. Die Positionen dei Scheiben in jeder Scheibeneinheit ergeben sich aus den Schnittpunkten der horizontalen Linien mit den schrägen Linien. S< > repräsentiert die unterste horizontale Linie die Sehetbeneinheit A Mit den Schaben A_t, A₁. Ai, A* A₁. A». Ar w und A«. Entsprechend stellen die zweiten, dritten und vierten horizontalen Linier, von unten aus gerechnet, die Positionen der Scheibeneinheiten B. C und D dar Dieses Grundmuster ist viermal wiederholi worden. Die durchgezogenen schragen Linien stellen die Folge von « Scheiben dar. die in einer Nut laufen Die gestrichelteti schrägen Linien veranschaulichen die Folge von Scheiben, die in der anderen Nut laufen. Es werden also zwei Nuten geformt, derart, daß eine doppelle Fuhrungsrippe auf d*·r Oberfläche des Rohrs 12 gebildet ao wird. Beginnt man iMso am unteren rechten Eckpunkt des Diagramms, so Wird eine Nut durch die Scheiben A₍, βι, Ci, Dt, Aj, Bi, C D₄, As, ft, Q, Dt, A₇, B₁, C* und D₄ gebildet. In entsprechender Weise wird die andere Nut durch die Scheiben Q, Di, Ai, Bi, Cj, lh. Aa, B, CV CK *>■> Ak Bt, Ci, D/, Ag und Et gebildet

Wild mit der Vorrichtung 10 gearbeitet, dann lauft das Rohr 12 in axialer Richtung durch den Zylinder 13 (siehe den Pfeil oben rechts in der F i g. 1). Der Dorn 11 ist vorher eingesetzt worden und wird mit dem Rohr 13 geführt Es ist aber auch möglich, daß er in axialer Richtung feststeht Der Zylinder 13 dreht sich relativ um das Rohr 12 (siehe den Pfeil links oben in Fig.2). Gemäß der Neigung der Wellen, auf denen sich die Scheiben A, B, C und D befinden, bewegt sich der Zylinder 13 in axialer Richtung. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Abstände zwischen den Nutstücken sich bemerkenswert in der vorderen Hälfte des Zylinders 13 vergrößern, so die stärkste Rohrverlängerung erfolgt Der Abstand der Scheiben nimmt ebenfalls zu, so daß die Scheiben zu den Nuten ausgerichtet bleiben. Der Kontaktbereich zwischen den Scheiben und der Nut bleibt also exakt auf dem Boden der Nut Diese bekommt somit eine spiralige Form von zunehmender Steigung und abnehmendem Durchmesser.

Die Veränderung in der Steigung ist zum Zwecke der Illustration in den Fig. 1. 2 und 3 stark übertrieben. In einem praktischen Fall ist bei einem Kupferrohr mit einem Durchmesser von etwa 19 cm ein Doppelgewindegang erzeugt worden, der eine Dichte von 35 V₂ Rippen pro 234 cm hatte, wobei die Höhe am Ende etwa 7.6/100 cm betrug. Dabei wurde der Durchmesser des Rohrs nicht vergrößert; die Rippen haben sich also nicht rauial nach außen gedrückt In der Nähe der Scheiben wurde eine Verlängerung von ungefähr 15% festgestellt Die Scheiben waren etwa so angeordnet, wie es die Fig. I. 2 und 3 zeigen. Die Abstände der Scheiben von einer Ebene 36 (s. Fig. I) waren erfindungsgemäß:

Ai und Ci	0.000 cm
B₁ und Di	0.030 cm
Ai und Ci	0.060 cm
Bi und Di	0.09JCm
Aj Und Cj	0.125 cm
Bi und Dj	0.156 cm
A₄ und G	0.190 cm
A und Dt	0.222 cm
Ai und Ci	0.256 cm
Α und Di	0.292 cm
A« und α	0328 cm
Bt und Dt	0,363 cm
Ai und Cf	0J98cm
A und Di	0.435 cm
A* und Ct	0.473 cm
&und D,	0308 cm

Die Rippen werden natürlich von den Scheiben aller vier .Scheibeneinheiten erzeugt Eine Nut wird also geformt durch folgenden Scheiben: Ai, By, Ci, Di, Aj, By G. D₄. Ak ft. O, D₄. Ai. Bi. α und D, (siehe di" durchgezogenen Linien μ f 1 g. J). Die andere Nut wird gi.bik.et durch folgende Scheiben: Ci, Di, A₇, Bi, Cj, Dj, A₄, Bt. Ci. Dt, A», Bt. Ct. Di. At und A (siehe die gestrichelten Linien in F i g. J).

Der Betrag der Verlängerung des Rohrs hangt von verschiedenen Faktoren ab. insbesondere von dem Durchmesser und der Wandstärke des Rohrs, dem Rohrmatenal. dem endgültigen Abstand der Rippen, der endgültigen Höhe der Rippen und dem endgültigen Rohrdurchmesser. Mit etwas Erfahrung ist ei riioglich, ziemlich genau den Wert der zu erwartenden Rohrverlängerung bei einem gerippten Rohr vorauszusagen. Ist die RohrverlBngenng einmal bekannt, dann ist es möglich, die Scheiben in entsprechender Weise anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren mit schraubenförmigen Rippen auf der Außenwandung mit mindestens einem dem Rohr anliegenden Walzwerkzeug, das aus mehreren nebeneinanderliegenden Scheiben mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, die radial in das Rohr eindrückbar sind und deren Drehachsen während der Rippenerzeugung unter einem vorbestimmten Steigungswinkel gegenüber der Rohrachse angeordnet sind, und mit einem Dorn im Innern des Rohres, wobei sich die Dicken der Ränder der Scheiben in Bewegungsrichtung des Rohres vergrößern, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung einer Nut zwischen aufeinanderfolgenden Scheiben in Bewegungsrichtung des Rohres (1) vergrößern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dab die Dicken der Scheiben in Bewegungsrichtung des Rohres (ί) zunehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Steigung zwischen den Scheiben [Ai...) des einen Walzwerkzeuges geringer ist als die durchschnittliche Steigung zwischen den Scheiben [B-...) des nächsten Walzwerkzeuges.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Steigung zwischen den Scheiben (A\ ....By ... ",...; Ο,...) jedes Walzwerkzeuges in der vorderen Hälfte geringer is¹ als die durchschnittliche Steigung zwischen den Scheiben jedes Walzwerkzc jges in der hinteren Hälfte.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I —4. dadurch gekennzeichnet daß die Walzwerkzeuge so angeordnet sind, daß zwei nebeneinanderliegende Nuten erzeugt werden.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1— 5. dadurch gekennzeichnet daß die Steifungtzunahme der Nut(en) in Bewegungsrichtung abnimmt