DE2134229C2 - Vorrichtung zum Umwickeln eines Rohres mit U-förmigem Band - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwickein eines Rohres mit U-förmigem Band gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Fine derartige Vorrichtung ist in der L¹S-PS 31 34 166 beschrieben Dort wird das Rohr durch die Maschine in der Mitte eines Wickelkopfes hindurchgeführt. Die Maschine ist mit Vorschubwalzen ausgestattet, welche das Rohr gerade ausrichten und gewährleisten, dall das Rohr einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Dem Wik-Kelkopf wird ein einziger Streifen des Folienvorrats zügeführt und längs der gegenüberliegenden Seiten eingeschnitten. Dieser eingeschnittene Folienstreifen wird dann in eine U-Form gebracht und anschließend gesäumt, um einen Basisteil zu erhalten, der eine größere Breite besitzt als dem Abstand zwischen den eingeschniiteilen Schenkeln entspricht. Der auf diese Welse vorgel'omiic Streifen wird dann in einer Einzelwendcl um das Rohr herum μ· \iikelt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Umwickeln von Rohren mit einem Kühlrippen bildenden Bandmaterial derart auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln die Rohre schneller, schwingungsfrei und mit unterschiedlichen Kühlrippenprofilen und -Steigungen umwickelt werden können.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zwei Streifen gleichzeitig auf ein Rohr mit einer Doppelwendel aufgewickelt werden. Dadurch erzeugt jede Umdrehung des Wickelkopfes die doppelte Länge des bewickelten Rohrs Im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung. Da die beiden Streifen an dem Rohr an diametral entgegengesetzten Punkten der Oberfläche angreifen, wird die in seitlicher Richtung angreifende Belastung des Rohres durch die Streifen während des Wickeins im wesentlichen im Gleichgewicht gehalten, wodurch Schwingungen und Vibrationen wesentlich vermindert werden. Dies ergibt eine bedeutend verbesserte Gleichförmigkeit des Produktes. Außerdem werden die Achslager der Vorrichtung weniger belastet, so daß die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert wird.

Ferner wird der Antrieb für die bewegten Teile der Vorrichtung beträchtlich vereinfacht und eine leichte Wartung und ein einfaches Einrichten der Vorrichtung gestattet. Der Wickelkopf selbst kann auch zusammen mit bereits vorhandenen derartigen Maschinen verwendet werden, ohne daß wesentliche Umstellungen vorgenommen werden müssen. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewickelten Kühlrippen eine größere Steigung aufweisen, obwohl sie aneinander angrenzend gewickelt werden, so daß in einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium größere Turbulenzen hervorgerufen werden, wodurch die Kühlwirkung der Kühlrippen wesentlich gesteigert werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. I ist eine Draufsicht des Wickelkopfes einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines Getriebesatzes für die verschiedensten Teilsysteme des Wickelkopfes zur Formgebung und Materialzufuhr.

Fig. 3 ist cm Schnitt, teilweise gebrochen, längs der Linie 3-3 der Fig. ϊ.

Fig. 4 ist ein Schnitt und zeigt die Station zum Einschneiden der Folie.

Fi g. 4a zeigt einen FolienMreifcn n.ich dem hinst-hneidcn.

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt einer der Stationen, an denen die Folie zunächst in eine U-Form gebracht wird.

Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt und zeigt die Struktur einer der Saumstationcn

Fig. 6a ist ein vergrößerter Schnitt und zeigt den Formgebungsvorgang, der an der Mündung der S'.iumstation crlolgt.

Fig. 7 Ist ein vergrößerter Schnitt eines neuartigen verbesserten Rohrs gemäß der Erfindung.

Fi g. 7a ist ein vergrößerter Schnitt einer anderen Ausbildungsform eines neuartigen und verbesserten erfindungsgemiißcn Rohrs.

Fig. 8 bis 11 sind schematische Darstellungen und zeigen aufeinanderfolgend den Voruang. mit dem die Spu-

len des Folienvorrats beim Betrieb der Maschine abgewickelt werden.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung wird nur der Wickelkopf dargestellt und im einzelnen erörtert. Der Wickelkopf ist vorzugsweise auf einem Hauptrahmen entsprechend der Darstellung in der eingangs genannten US-PS 31 34 166 gehaltert und wird von einem Getriebesystem, wie es dort beschrieben ist, angetrieben. Der Antrieb zur Zuführung des Rohrs nach oben durch den Wickelkopf hindurch muß lediglich in der Weise abgeändert werden, daß die Geschwindigkeit der Rohizuführung, verglichen mit der Drehgeschwindigkeit des Wickelkopfes, vergrößert wird. Wenn beispielsweise die Basisbreite des Streifens gleich groß ist wie die Basisbreite eines auf der vorbekannten Maschine ausgebildelen Streifens, dann ist die Zufuhrgeschwindigkeit des Rohrs verdoppelt durch geeignete Änderungen in dem Antrieb für die Rohrzufuhr, um zu gestatten, daß die beiden Sirelfen gleichzeitig auf das Rohr aufgewickelt werden können.

Fig. \ zeig', einen Wickelkopf 10, der zur Drehung um eine vertikale Mittelachse 11 gelagert ist. Pas Ronr 12, das bewickelt werden soll, wird vertikal nach oben durch einen stationären Führungsteii 13 längs der Mittelachse Il zugeführt. Der gesamte Wickelkopf zusammen mit einem Vorratslagertisch 14 dreht sich in der Ansicht nach Fig. I im Gegenuhrzeigersinn. Der Wickelkopf 10 dreht sich jedoch mit einer Geschwindigkeit, die geringfügig kleiner ist als die Drehgeschwindigkeit des Tisches 14. Das Rohr 12 bewegt sich nur in vertikaler Richtung und dreht sich nicht.

Zwei getrennte kontinuierliche Streifen des Folienvorrats 16 und 17. welche schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet sind, werden an diametral gegenüberliegenden Seiten des Wickelkopfes 10 zugeführt. Die Art und Weise, in der die Vorratsspule gewickelt lsi, um zwei getrennte Streifen zu erhalten und die Art und Weise, In der sich die Streifen von der Vorratsrolle herunter in den Wickelkopf bewegen, wird nachstehend im einzelnen ^rörtert. *o

Jeder der Streifen 16 und 17 bewegt sich auf einem getrennten Weg zu dem Rohr 12. Beide Streifenwege sind jedoch ähnlich und sind symmetrisch angeordnet bezüglich der Mittelachse 11. Da beide Laufwege der Streifen ähnlich sind, wird nur ein Laufweg einzeln erörtert im Hinblick darauf, daß diese Beschreibung tür beide Weg; gültig ist. Der Streifen 16 tritt in den Wickelkopf

10 ein. indem er um eine Führungswalze 18 am Umfang des Wickelkopfes herum läuft. Dann läuft der Streifen an einer Führung 19. einer» Paar Führungswalzen 21 und 22 und einer Führung 23 entlang zu einer Elnschnittslation 24, welche im wesentlicnen benachbart zur Mittelachse

11 angeordnet Ist. Der Aufbau der einzelnen Elemente, welche die Einschnittstation bilden und der Arbeitsvorgang des Einschneidens wird nachstehend im einzelnen erörtert.

Von der Einschnittstation 24 aus verlaufen die eingeschnittenen Streifen 16a dann welter zu einer ersten Formgebungsstation 26. wo der eingeschnittene Streifen 16a In eine allgemeine U-förmlge Gestalt abgebogen &o wird. Von der ersten Formgebungsstation 26 aus läuft der U-förmlge Streifen 166 welter zu einer Säumstation 27, wo der Streifen so umgeformt wird, daß man einen Saum ?n den Kanten des Boden- oder Basisteils des Streifens erhält. Von der Säumslation 27 aus läuft d<;r &5 gesäumte Streifen 16< um eine geneigte Führungsrolle 2.1 herum, welche den gisäumten Streifen in die richtige Lage zum Aufwickeln auf dem Rohr 12 bringt.

Wegen der zusammengesetzten Bewegung, die sich aus der Drehung des Wickelkopfes in einer Ebene senkrecht zu,· Achse 11 und der axialen Bewegung des Rohrs längs der Achse 11 ergibt, wird der gesäumte Streifen in Art einer Spirale um das Rohr herum aufgewickelt, wobei die Steigung der Spirale gleich der Größe der Rohrbewegung ist, welche während eines vollständigen Umlaufs des Wickelkopfes 10 stattfindet. Der Streifen 17 wird in ähnlicher Weise bearbeitet und verläuft auf einem ähnlichen, aber gegenüberliegenden Weg über eine Einschnittstation 24, eine erste Formgebungsstation 26, in der er U-förmig gestaltet wird, und eine Säumstation 27. Von der dem Streifen 17 zugeordneten Säumstation -27 läuft der gesäumte Streifen 17c· um eine geneigte Führungswalze 28 herum und verläuft weiter zu dem Rohr 12, wobei er mit dem Rohr 12 an einer Stelle tangential in Eingriff kommt, die unmittelbar gegenüber der Eingriffsstelle des Streifens 16c mit dem Rohr liegt.

Die verschiedenen Elemente, welche den Wickelkopf

10 bilden, sind bezüglich der Mittebchse 11 symmetriscn angeordnet. Daher sind die beiden Linschnittstationen 24 auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Achse 11 in einem gleichen Abstand von der Achse angebracht. Die beiden Formgebungsstationen 26 sind in ähnlicher Weise in gleichem Abstand und auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Achse 11 angeordnet. In ähnlicher Weise sind die beiden Säumstationen mit gleichem Abstand und diametral gegenüberliegend angebracht. In jedem Falle ist die Struktur jeder Formgebungsstation identisch der Struktur der entsprechenden Formgebungsstation für den anderen Streifen. Daher gewährleistet der grundlegende Aufbau des Wickelkopfes ein vollständiges dynamisches Gleichgewicht bezüglich der Mittelachse 11. Es ist zu beachten, daß das dynamische Gleichgewicht äußerst wichtig für eine derartige Maschine ist, da der Wickelkopf und die zugehörige Struktur relativ groß und schwer sind und sich mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung vor. 1600 Umdrehungen/Minute oder schneller drehen.

Aus F i g. 4 ergibt sich, daß die beiden Einschnitistalion?n 24 gebildet werden durch eine angetriebene Einschnittwalze 31, weiche zur Drehung um die Mittelachse

11 gelagert Ist. In gleicher Weise sind Leerlaufwalzen 32 und 33 auf dem Wickelkopf 10 an gegenüberliegenden Seiten der angetriebenen Walze 31 gelagert und wirken jeweils mit der angetriebenen Walze 31 zusammen, um eine der Einschnittstationen 24 zu bilden. Bei dieser Anordnung werden zwei Einschnitlstationen 24 vorgesehen und durch lediglich drei Einschnittwalzen gebildet, da die einzige angetriebene Einschnittwalze 31 einen Teil jeder der beiden Einschnittstationen darstellt.

Jede der Einschnittwalzen 31, 32 und 33 ist mit oberen und unteren Einschnittzähnen 34 und 36 ausgestattet, welche durch einen Zwischenraum 37 voneinander getrennt sind. Die Einschnittzähne Steher miteinander in Eingriff, so daß die Leerlaufwalzen 32 und 33 durch die Antriebswalze 31 mit dergleichen Drehgeschwindigkeit, aber umgekehrtem Drehsinn angetrieben werden. Die Einschnittzähne jchnelden gegenüberliegende Seilen der Streifen 16a entsprechend der Abbildung der Fi g. 4a ein. so daß der Streifen Einschnitte 41 und 42 besitzt, die jeweils von den gegenüberliegenden Seiten ausgehen und an in einem Abstand voneinander liegenden Stellen enden und dadurch einen mittleren nicht geschnittenen Teil 43 ergeben. Z'vlschen jedem Einschnitt 41 und 42 befindet sich dann ein einzelner Fahnenteil 44, der an seinem Inneren Ende mit dem nicht geschnittenen Teil 43 in Verbindung Ist.

Von der Einschnittstation 24 aus bewegen sich die Streifen 16o bzw. 17a zu den jeweiligen ersten Formgebungsstationen 26, von denen eine in Flg. S dargestellt Ist. An jeder ersten Formgebungsstation 26 Ist eine angetriebene Walze 40 und eine Leerlaufwalze 42 angebracht. welche zur Drehung um Im Abstand voneinander parallel angeordnete Achsen 43 und 45 gelagert sind. Die angetriebene Walze 40 Ist mit einer flachen kreisringförmigen Nut 46 ausgebildet, an die sich zu beiden Selten zylindrische Oberflächen 47 und 48 anschließen. Die Gesamthöhe des Rnums 46 und der Oberflächen 47 und 48 Ist mindestens so groß wie die Breite der eingeschnittenen Streifen, so daß die Fahnen 44 nicht beschädigt werden, wenn die eingeschnittenen Streifen mit dem Umfang der Walze 40 In Eingriff kommen.

Die Leerlaufwalze 42.hat eine Weite oder Höhe gleich der erwünschten Breite der U-förmlgen Streifen 166 und 176. Diese Walze ragt In die Nut 46 hinein und wirkt mit den Seitenwänucii iüSärnrnen, um den Streifen in eine zen. U-förmige Gestalt zu verformen, in der der Streifen eine BbsIs 51 und Im wesentlichen parallele Schenkel 52 und 53 besitzt, die sich von den gegenüberliegenden Rändern der Basis 51 aus erstrecken. Die beiden Streifen 16« und 17a kommen in Eingriff mit Ihren jeweiligen angetriebenen Walzen 40 an einem tangentialen Platz In einem Abstand von den zugehörigen Leerlaufwalzen 42 und werden so lange an den angetriebenen Walzen 40 entlanggeführt, bis sie in Eingriff mit den Leerlaufwalzen 42 gelangen. An diesem Platz, an dem die Leerlaufwalze 42 In die Nut 46 hineinragt, werden dann die jeweiligen Streifen In die U-förmlge Gestalt verformt.

Von dem ersten Formplatz aus läuft jeder der Streifen weiter zu einem zweiten Formplatz oder Säumplat;, welcher einen Mechanismus nach Fig. 6 und 6a aufweist. An jedem !Säumplatz 27 befindet sich eine Säumanordnung 56, welche drei miteinander verbundene Formwalzen 57. 58 und 59 besitzt, die mit einer Leerlaufwalze 61 nach Fi «. 6a zusammenarbeiten. Die Säumanordnung 56 Ist eine getrennte Anordnung, welche als Einheit In den Wickelkopf eingesetzt oder herausgenommen werden *o kann. Hierdurch wird die Wartung der Maschine sehr gefördert, da eine herausgenommene Säumanordnung 56 gewartet und eingerichtet werden kann, wobei sich gleichzeitig eine andere Säumanordnung in Arbeitsstellung befindet.

Die Säumanordnung enthält einen oberen Gehäuseteil 62 und einen unteren Gehäuseteil 63, welche miteinander verschraubt sind und ihrerseits durch Bolzen 64 an dem Wickelkopf angeschraubt sind. In einer reibungslosen Lageranordnung 66 auf dem unteren Rahmen 63 ist eine Antriebswelle (P gelagert, die mit Innenkerbung ausgestattet ist, so daß sie sich über eine Antriebswelle 68 schiebt und mit dieser kraftschlüssig verbunden Ist. Das obere Ende der Welle 67 ist mit einem Kegelrad 69 ausgestattet, das mit einem Kegelrad 71 in Eingriff steht, das zur Drehung um eine horizontale Achse 72 gelagert ist. Das Kegelrad 71 ist mit einer tragenden Welle 73 ausgestattet, die drehbar in den Lagern 74 und 76 im unteren Gehäuse 63 gelagert ist. Die Walze 57 ist abnehmbar durch Schrauben 77 an der vorderen Fläche des Kegelrades 71 befestigt.

Das obere Ende des Kegelrades 71 steht ebenfalls im Eingriff mit einem Kegelradring 78. welcher zusammen mit der Basiswalze 58 und einem zweiten Kegelradring 79 eine Ringanordnung bildet, die auf dem äußeren Lauf- ⁶S kranz 81 einer reibungsfreien Lageranordnung 82 befestigt ist. Dts Lageranordnung 82 ist ihrerseits gehalten durch einen Stift 83, der zwischen den beiden Gehäusen 62 und 63 auf einer vertikalen Achse befestigt Ist, welche die Achse 72 schneidet. Der Kegelradring 79 steht Im Eingriff mit einem Kegelrad 84. das ähnlich Ist dem Kegelrad 71 und die obere Walze 59 trägt. Auch hler Ist das Kegelrad 84 mit einem Achsenteil 86 ausgestattet, der zur Drehung um eine horizontale Achse 89 in Lagern 87 und 88 gelagert Ist, wobei diese Achse 89 die Achse des Stiftes 83 schneidet und sich In einem vertikalen Abstand parallel zur Achse 72 befindet.

Die drei Walzen 57, 58 und 59 haben alle Im wesentlichen den gleichen Durchmesser und drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, um jede Tendenz zum Schlupf auf ein Minimum zu reduzieren, welche beim Eingriff mit dem Streifen auftreten kann. Bei diesem Antriebsgetriebe bewegen sich die aneinander benachbarten Oberflächen der drei Walzen In der gleichen Richtung. Die verschiedenen Elemente sind so bemessen, daß der U-förmlgc Sirelfen 166 oder 176 vor den beiden Wal·ιηΗ 59 in Eingriff mit der Basiswalze 58 kommt Mit der Einführung des Streifens In die Mündung entsprechend der Abbildung nach F i g. 6a werden die beiden Schenkel des Streifens verformt, um einen Saumteil 91 zu erhalten, der sich von der Kante der Basis 51 aus nach innen erstreckt. Die Inneren Flächen 92 der beiden Walzen 57 und 59 sind schwach konisch ausgebildet und wirken mit den konischen Seitenflächen 90 der Leerlaufwalze 61 zusammen und gewährleisten, daß die Fahnen 44 in" wesentlichen In der gluchen Ebene wie Ihre benachbarten Fahnen liegen und die beiden Schenkel geringfügig auseinanderstreben.

Die Walze 61 ist zur freien Drehung beim Eingriff mil dem zugehörigen Streifen auf einer Befestigungsachse (zur Vereinfachung nicht abgebildet) gelagert, welche sowohl eine vertikale als auch eine radiale Justierung ihrer Lage gestattet. Durch eine solche Justierung kann die genau erwünschte relative Lage der Seitenflächen 90 bezüglich der zugehörigen Innenflächen 92 erhalten werden. Wegen der konischen Form der Flächen 91 und 92 ergibt die radiale Justierung eine Einstellung des Gesamtabstandes zwischen diesen Flüchen und die vertikale Justierung gestattet eine Angleichung des Abstandes.

Der gesäumte Streifen 16c oder 17c läuft dann um die zugehörige geneigte Walze 28 herum, die so angebracht ist, daß die jeweiligen Streifen nach oben auf da* Rohr 12 zu unter einem Winkel geneigt werden, welcher im wesentlichen dem Steigungswinkel der Wicklung entspricht. Mit dem Aufwickeln der Streifen auf dem Rohr wird die äußere Wand des Saums 91 stärker gezogen als die innere Wand wegen der Durchmesserunterschiede, so daß die Fahnen 44 nach innen gezogen und ir wesentlichen parallel werden.

Fig. 7 zeigt eine Form eines fertigen Wärmeaustauscherrohrs, welches aus dem Rohr 12 und den beiden Streifen 16r und 17c besteht, die in einer Doppelwendel auf das Rohr gewickelt sind. Der Steigungswinkel der Wendel ist dabei so bemessen, daß die Steigung der Spirale jedes Streifens gleich der doppelten Breite der Basis 51 jedes Streifens ist und die Basis 51 des Streifens 16c unmittelbar gegenüberliegt der Basis 51 des Streifens 17c. Bei einem solchen Steigungswinkel der Wendel stehen die Basen der beiden Streifen in Eingriff mit gegenüberliegenden Seiten des Rohrs. In einigen Fällen, in denen ein Abstand zwischen den beiden Basen erwünscht ist, kann der Steigungswinkel der Wendel weiter erhöht werden, indem die Geschwindigkeit der Zuführung des Rohrs während des Wickeins erhöht wird. Hierdurch wird ein Abstand zwischen den anelnandergrenzenden

IO

15

25

Basen 51 erzeugt. In anderen Fällen, bei denen ein breiter Abstand erwünscht Ist, kann der Wickelkopf ohne Änderung der Zufnhrungsgeschwlndlgkelt für das Rohr mit einem einzigen Streifen versorgt werden, und es wird ein Abstand zwischen der Basis des Streifens auf einer Windung und der nächst benachbarten Windung auftreten, we'iher gleich der Breite der Basis Ist, die sonst durch den iwelten Streifen geliefert würde.

Fig. 7a zeigt eine abgeänderte Form des Rohrs bei der wiederum zwei Streifen von gesäumter Folie 16c' und I7(' auf dem Rohr 12' mit einer Doppelspirale gewickelt werden. Die Basis 5Γ des Streifens 17t·' 1st jedoch breiter als die Basis 5Γ des Streifens 16t' und die Fahnen 44 des Streifens I7r' sind entsprechend kürzer. In dieser Form hai das Ausgangsmaterial für die beiden Streifen die gleiche Ausgangsbreite, obwohl sie in verschiedenen Abmessungen ausgeformt werden. Die beiden Streifen haben jedoch nicht die gleiche Breit?, wenn die Streilenformen nicht identisch sind.

Aus den Flg. 2 und 3 ergibt sich eine Darstellung des Grundantriebs für die verschiedenen Elemente des Wickelkopfes 10. Der ganze Wickelkopf 10 ist auf einem Rohr 101 gelagert, welches durch ein Antriebssystem um die mittlere Achse 11 gedreht wird. Bei der Drehung des Antrlebsrohrs 101 verursacht der Antrieb In der dargestellten Ausführungsform eine Drehung des Wickelkopfes Im Uhrzeigersinn, bezogen auf die Darstellung nach Flg. 2.

Durch das Antriebsrohr 10 hindurch nach oben citreckt sich ein inneres Antriebsrohr oder ein Drehmomentrohr 102. Auch dieses Rohr 102 wird, bezogen auf die Darstellung in Fig. 2, durch die untere Antriebseinheit wieder im Uhrzeigersinn angetrieben, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Wickelkopf 10. Ein feststehendes Führungsrohr 100 trägt die Führung 13. Das Antriebsrohr 102 besitzt eine Innenkerbverzahnung 103, welche in Eingriff steht mit einer Kerbverzahnung auf einer Welle 104, die in den Lagern 106 und 107 drehbar gelagert ist, so daß die Welle 104 durch das Rohr 102 angetrieben wird. Die angetriebene Einschnittwalze 31 wird von einer Welle 104 getragen und dreht sich mit dieser. Ebenso ist auf der Welle 104 ein Mittelgetriebe 108 befestigt.

Da die Drehgeschwindigkeit des mittleren Antrlebsrohrs 102 geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Wickelkopfes 10, drehen sich das Getriebe 108 und die Einschnittwalze 31 Im Gegenuhrzeigersinn bezüglich des Wickelkopfes, wie durch den Pfeil 109 angedeutet, obwohl die absolute Drehung des Getriebes 108 und der Einschnittwalze 31 im Uhrzeigersinn erfolgt. In der weiteren Erörterung des Wickelkopfes beziehen sich die Angaben bezüglich des Drehsinns der verschiedenen Elemente des Wickelkopfes alle auf den Hauptrahmen des Wickelkopfes und ausgehend von einer Betrachtungsweise, bei der der Rahmen des Wickelkopfes als stationär betrachtet wird und die verschiedenen Teile des Wickelkopfes so betrachtet werden, als ob sie sich in einem solchen stationären Wickelkopfrahmen drehen würden. Es ist jedoch zu beachten, daß in Wirklichkeit der Wickelkopf selbst sich dreht und daß, absolut betrachtet, die *° Drehbewegung der einzelnen Bestandteile nicht unbedingt in den angegebenen Richtungen erfolgt.

Da das Getriebe 108 und die Einschnittwalze 31 sich um die Mittelachse 11 drehen, erleiden die Lager für diese Elemente keine nennenswerte Zentrifugalkraft. In der Rahmenanordnung 111 des Wickelkopfes 10 Ist eine Zapfenanordnung 112 for jede der Leerlaufelnschnittwalzen 32 und 33 befestigt. Diese Zapfenanordnung enthält

35

50 einen Drehzapfen 113, der In Lagjrsctnlcn 114 und 116 gehalten Ist, welche sich In einem Abitand befinden Während des Betriebs der Maschine wird der Schwenk zapfen 113 In seiner justierten Lage \; klammert. Fi kann jedoch bezüglich des Rahmens 111 zur Justierung des radialen Abstandes der zugehörigen Leerlaufelnschnlttwalze 32 oder 33 gedreht werden. Der Stift t;3 ist mit einer exzentrischen zylindrischen Oberfläche 117 versehen, welche den Inneren Laufring einer Lageranordnung 118 trägt. An dem äußeren Laufring der Lageranordnung 118 Ist die Leerlaufwalze 32 befestigt. Wenn die Antriebseinschnittwalze 31 durch den Antrieb gedreht wird, wird die Leerlaufwalze 32 veranlaßt, sich um die Achse des exzentrischen Teils 117 zu drehen. Die radiale Justierung der Lerrlaul'walze 32 wird ermöglicht durch Lösen einer Befestigungsmutter 119 zur Aufhebung der Verklammerungskraft einer Scheibe 121 und um zu gestatten, daß der Schwenkzapfen 113 gedreht werden kann. Wenn die richtige Einstellung erreicht ist, wird die Mutter 119 festgezogen und zieht die Verklammerungsschelbe 121 gegen die untere Seite der Buchse 116 und bewirkt, daß diese axial von einem Abstandsstück 122 erfaßt wird, welches sich zwischen einem Flansch 123 und der Oberseite der Buchse 116 erstreckt. Die Justierung des Schwenkzapfens 113 wird leicht bewerkstelligt durch die Verwendung eines Schlüssels an den flachen Teilen, die bei 124 auf dem Stift ausgebildet sind.

Es ist zu beachten, daß diese Justierung und Befestigung, bei der der Schwenkzapfen 113 nicht zu einer Drehung bezüglich des Rahmens 111 gelagert Ist, die Verwendung von kleineren Lagern gestattet, da durch die Lager 118 lediglich die Masse der Walze 32 und der angrenzenden Befestigungsteile aufgenommen werden muß. Daher sind die einzigen Zentrifugalkräfte, welche von den Lagern 118 bei der Drehung des Wickelkopfes aufgenommen werden müssen, die Kräfte, die sich aus der relativ geringen Masse der Einschnittwalze 31 und der benachbarten drehenden Teile ergeben. Selbstverständlich müssen diese Lager auch die Belastung für :en Einschnittvorgang aufnehmen.

Im Eingriff mit dem mittleren Getriebe 108 steht ein Paar von gegenüberliegenden Zahnrädern 126, die jeweils den Säumanordnungen zugeordnet sind. Diese Zahnräder sind an diametral gegenüberliegenden Plätzen bezüglich der Mittelachse 11 angebracht und drehen sich beide im Uhrzeigersinn bezüglich der Rahmenanordnung 111. Die Flg. 3 zeigt einen gebrochenen Schnitt, bei dem nur eines dieser Zahnräder dargestellt ist.

Das Zahnrad 126 Ist auf der Welle 68 befestigt, welche ihrerseits drehbar in den Lagern 127 und 128 gehalten ist. Das obere Ende der Welle ist mit einer Kerbverzahnung versehen, welche in die Antriebswelle 67 der zugehörigen Säumanordnung 56 paßt. Die Drehung des Zahnrades 126 im Uhrzeigersinn wird daher weitergegeben an das erste Kegelzahnrad 69 der Fig.6 als eine Bewegung in Richtung des Pfeils 129. Dies bewirkt eine Bewegung des unteren Teils des Kegelzahnrades 71 In einer Richtung aus der Zeichenebene der Fig. 6 heraus und eine Bewegung des oberen Teils in der entgegengesetzten Richtung oder in die Ebene der Flg. 6 hinein. Dies ist die erwünschte Richtung für die Drehung der Walze 57. Wegen der oben erörterten Verbindung der drei Walzen untereinander erfolgt die Bewegung der benachbarten Teile an dem Säumplatz jeweils stets in der gleichen Richtung.

Jedes der Zahnräder 126 steht im Eingriff mit einem zugehörigen Zahnrad 131, welches den Antrieb für die

Walze 41 an einem ersten Formgebungsplatz übernimmt. Wegen der Drehung der Zahnräder 126 Im Uhrzeigersinn, dreht sich jedes der Zahnrader 131 Im Gegenuhrzelgerslnn bezüglich des Rahmens 111 des Wickelkopfes. Die Zahnräder 131 sind über eine Welle 132 mit der Antriebswalze 40 des zugehörigen ersten Forschungsplatzes verbunden. Dies erzeugt eine Drehung der Antriebswalzen 40 In rtp.r richtigen Richtung bezüglich des WIkkelkopfes. Die Antriebswelle 132 ist außerdem mit einem Zahnrad 133 mit einem kleineren Durchmesser ausgestattet, das sich ebenfalls Im Oegenuhrzeigerslnn dreht und Im Eingriff steht mit einem Leerlaufzahnrad 134. Es bewirkt daher, daß sich das Zahnrad 134 Im Uhrzeigersinn mit einer Geschwindigkeit dreht, die wesentlich geringer ist als die Geschwindigkeit der Welle 132 Infolge des Unterschieds Im Durchmesser der beiden Zahnräder. Das Zahnrad 134 steht im Eingriff mit einem Ringrad 136, welches auf dem Haltetisch 14 für den Materialvorrat befestigt Ist. und eine Drehung dieses Tisches 14 Im Uhrzeigersinn bezüglich der Rahmenanordnung iii des 2u Wickelkopfes bewirkt.

Vorzugsweise sind beide erste Formgebungsstationen 26 mit einem Zahnrad 133 ausgestattet, obwohl nur ein Zahnrad 134 vorhanden Ist. Bei dieser Anordnung Ist die Struktur der Bauelemente der ersten Formgebungsplätze identisch und sie sind daher austauschbar. Weiterhin verbessert eine solche Anordnung das dynamische Gleichgewicht der Maschine. Die einzige Unsymmetrie in dem Wickelkopf Ist das einzelne Zahnrad 134, welches nicht auf der entgegengesetzten Seite des Wickelkopfes dupliziert Ist. Es Ist jedoch entgegengesetzt zu dem Zahnrad 134 an der gleichen Stelle bezüglich der Mittelachse ein Gewicht 135 mit gleicher Masse vorhanden, so daß ein vollständiger dynamischer Abgleich der Maschine erreicht wird. Ein solcher dynamischer Abgleich ist selbstverständlich wichtig, da sich der WIkkelkopf mit einer relativ hohen Geschwindigkeit dreht und ein Ungleichgewicht extreme Belastungen auf den verschiedenen Haltelagersystemen verursachen würde.

Weil die verschiedenen Antriebselemente so angeordnet sind, daß man ohne Verwendung von leerlaufenden Zahnrädern oder dergleichen zur Richtungsumkehr die richtige Drehrichtung erhält, ergibt sich ein sehr einfacher Getriebesatz, obwohl der Wickelkopf so eingerichtet Ist, daß er gleichzeitig zwei Folienstreifen verarbeiten *5 kann. Das mittlere Zahnrad 108 kann wegen seiner Mittelstellung verwendet werden, um beide Zahnräder 126 anzutreiben. In gleicher Weise werden die Zahnräder 126 für jeden der Säumplälze verwendet, um die Zahnräder 131 anzutreiben, welche den beiden ersten Formgebungsplatzen zugeordnet sind. Die Größe der Zahnräder ist im Hinblick auf die Größe der verschiedenen Walzen bemessen, so daß die Streifen gespannt werden, während sie von einem Arbeitsgang zum nächsten durchgehen und tatsächlich geringfügig gestreckt werden zu dem Zeitpunkt, wo sie um das Rohr 12 gewickelt werden. Daher gewährleistet die innere Spannung In jedem Streifen, daß jeder der Streifen fest an dem Rohr anhaftet und sich ein guter Kontakt für den Wärmeaustausch ergibt. Wenn die Folienstreifen aus dem gleichen Material hergestellt sind wie das Rohr, werden die Streifen unmittelbar auf das Rohr aufgewickelt. Wenn jedoch das Rohr und die Streifen aus zwei verschiedenen Materialien hergestellt sind, beispielsweise aus Aluminium und aus einem Metall der Eisengruppe, dann wird bevorzugterweise das Rohr bei 130 mit einer dielektrischen Kieberschicht überzogen, um eine galvanische Wirkung zwischen den beiden verschiedenen Metallen zu verhindern.

Ein solches dielektrisches Material wird in das Rohr 100 gepumpt und beschichtet das Rohr 12 bei seinem Durchgang. Eine solche Schicht wird jedoch nicht bezüglich Ihrer Kleberwirkung benötigt, obwohl sie eine Neigung dazu besitzt, eine Verbindung zwischen dem Rohr und den Folienstreifen herzusteilen.

Die Flg. 8 bis Ii zeigen aufeinanderfolgende die Art und Weise, in der das Material aus Ineinandergeschalteten Streifen in den Wickelkopf eingeführt wird. In Flg. 8 Ist eine Rolle des Materials 141 auf dem Aufnahmetisch 14 für das Material in seiner Lage um den Wickelkopf 10 und koaxial zur mittleren Achse 11 gezeigt Diese Materialrolle besteht aus den beiden Streifen 16 und 17, die in einer inelnandergeschalteten Doppelspirale gewickelt sind. Der Streifen 16 Ist als ausgezogene Linie und der Streifen 17 als gestrichelte Linie zur Veranschaulichung dargestellt. Der Streifen 16 wird um die Walze 18 her.m In den Wickelkopf 10 eingeführt und tritt bei 142 in lien Kopf ein. Der Streifen 17 jedoch erstreckt sich um den Wickeikopr herum übet seine zugehörige Walze 58 und tritt bei 143 an einer Stelle in den Wickelkopf ein. die diametral gegenüberliegt der Stelle 142.

Am Anfang ist die Materlalrolle in einem Abst.md son der Wickelrolle 10 und hat eine Dicke, wie sie bei I angedeutet Ist. Wenn die Maschine beginnt. d;is Rohr zu bewickeln, dreht sich die von dem Tisch 14 gehaltene Materlalrolle Im Uhrzeigersinn zu der gleichen Zeit, zu der sich der Wickelkopf ebenfalls im Uhrzeigersinn mit einer geringeren Geschwindigkeit dreht. Die beiden Streifen 16 und 17 wickeln sich vom Innendurchmesser der Spule 141 mit größerer Geschwindigkeit ab. als das Material in den Wickelkopf eingeführt wird. Dies bewirkt, daß ein Teil des Materials sich um den Wickelkopf herum aufspeichert und eine Innere Spule bei B bildet, wo es durch die Walzen 18 geführt wird, die an dem Wickelkopf befestigt sind. Dieses Aufspeichern einer inneren Spule geschieht so lange, bis etwa die Hälfte des Materials von der Innenseite der Spule 141 abgezogen ist. Zu diesem Zeltpunkt ties Betriebs weist die innere Spule B entsprechend der Darstellung in Fig. 10 die maximale Dicke auf.

Der weitere Betrieb der Maschine führt lazu. daß sie sich an den Zustand der Fig. Il annähen, wobei die äußere Spule 151 fast aufgebraucht ist, und führt zu einer sich verringernden Dicke der Inneren Spule entsprechend der Darstellung der Fig. II. Da die beiden Streifen im wesentlichen die gleiche Länge besitzen, werden beide Streifen etwa zur gleichen Zeit aufgebraucht. Selbstverständlich is' der innere der beiden ineinandergeschachtelten Streifen kürzer als der äußere Streifen, da er auf einer Spirale mit geringerem Radius gewickelt ist. Die Längendifferenz stellt jedoch kein Problem dar. d:· die Art und Weise, in der die Streifen sich von der äußeren Spule abwickeln und wieder auf die innere Spule aufwickeln, die Längendlfferenz ausgleicht, wie es durch die progressive Trennung der beiden Streifen veranschaulicht wird, welche von der äußeren zur inneren Spule verlaufen. Solange die Differenz der Länge des Bereichs des Flächenkontakts zwischen den beiden Streifen nicht die Umfangslänge der äußersten Schicht eines solchen Rächenkontaktes übersteigt, wird der freie Teil des äußeren Streifens 17 nicht den freien Teil des inneren Streifens 16 erreichen, und die beiden Streifen werden ordnungsgemäß zugeführt. Die Art und Weise, in der sich die Spulen abwickeln und eine innere Spule bilden, ist rfiit weiteren Einzelheiten im US-Patent 31 34 166 beschrieben. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, daß die beiden Spulen nicht die gleiche Länge besitzen und daß es

notwendig Ist. diese Längsndlfferenz aufzunehmen. Indem der ganze Mechanismus so angeordnet wird, dsß sich die beiden Streifen voneinander trennen können während Ihrer Bewegung von der äußeren Vorratsspule zu der Inneren Spule um den Wickelkopf.

Mit elnei Maschine gernäß der vorliegenden Erfindung wird die bewickelte Spulenlänge verdoppelt Im Vergleich zu einer vorbekannten Einstreifenmaschine. Die doppelt gewickelte Spule neigt wegen Ihres größeren Steigungswinkels der Wendel dazu, die Turbulenz der über die Fahnen strömenden Luft zu erhöhen und verbessert dadurch die Wärmeaustauschkapazität des Rohrs. Weiterhin Ist die Schicht des dielektrischen Überzugs zwischen den Streifen und dem Rohr gleichmäßiger, da die seitlich wirkenden Kräfte der Streifen Im Gleichgewicht stehen und das Rohr 12 nicht gegen die Führung 13 gezogen wird. Weiterhin vergrößert die Doppelwendelbewlcklung des Rohrs den Steigungswinkel der Belastungszonen, welche die Streifen auf dem Grundrohr bilden Daher neigt das Rohr nicht so sehr zum Reißen, wenn es bei dem Einbau In die zugehörige Anlage gebogen wird. Die dargestellte Ausführungsform der Maschine erzielt den ει höhten Durchsatz mit einem vereinfachten Antriebsgetriebe. Die Maschine Ist außerdem so aufgebaut, daß sie leicht gewartet werden kan... Beispielsweise können die Leerlaufelnschnittwal/.en leicht entfernt und wieder aufgesetzt werden und die Säumartordnung kann leicht entfernt und ausgetauscht werden. Da die BeIastung auf den Lagern der Einschnittwalzen die größte Belastung bei dem Formgebungsvorgang Ist, verringert die zentrale Anordnung der Einschnittplätze nahe bei der Mittelachse 11 die Belastung der Lager dadurch, daß die Zentrifugalkraft verringert wird. Weiterhin werden bei

!5 Einschnittvorgänge mit nur drei Einschnittwalzen bewerkstelligt. Die Verwendung der Säumwalzen, die im rechten Winkel zueinander stehen, vereinfacht weiterhin die Struktur der Maschine und den Antrieb der verschiedenen Walzen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umwickeln eines Rohres mit U-förmigem Band

- mit einem Wickelkopf, der um einen axial angeordneten Durchgang drehbar ist und Einrichtungen zum Formen und Zuführen des U-förmigen Bandes aufweist,

- einer Einrichtung zum Vorschieben des Rohres mit einer geregelten Geschwindigkeit durch den axialen Durchgang,

- einer um den Wickelkopf herum angeordneten Halterung, die eine Bandvorratsspule koaxial zum Wickelkopf halten und dreht, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Spule (141) aus einer Anzahl langer Bänder (16, 17) besteht, die in ineinandergeschachtelten Spiralen gewickelt sind,

- und der Wickelkopf (10) eine gleiche Anzahl von Zufuhr- und Formeinrichtungen (18, 19, 21. 23. 28) aufweist, die die Bänder (16, 17) getrennt und gleichzeitig von bezüglich der Wickelkopfachse einander gegenüberliegenden Stellen zum Rohr führen, und der Wickelkopf (10) die Bänder (16, 17) gleichzeitig in einer Mehrfach-Spiralenform um das Rohr (12) wickelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres (12) durch den axialen Durchgang des Wickelkopfes (10) zeitlitV¹ abgestimmt ist auf die Rotation des Wickelkopfes (10) derart, daß sich benachbarte Buchtabschniite (51) des U-förmigen Bandes auf dem Rohr (12) berühren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf (10) um eine zentrale Achse (11) drehbar Ist. daß die Spule (141) zwei in ineinandergeschachtelten Spiralen gewickelte Bänder (lfi. 17) enthält und die Zufuhreinrichtungen zwei Schneideplätze (24) umfassen, die in bezug auf die Wickelkopfachse (11) symmetrisch angeordnet sind und eine Anlriebswalzc (31), die um die Wickelkopfachse (11) drehbar ist. und zwei mit der Antriebswalze zusammenarbeitende Leerlaufwalzcn (32, 33) enthalten, die um Achsen aul gegenüberliegenden Seiten der Wickelkopfachse (11) drehbar sind.