DE2331341A1

DE2331341A1 - Vorrichtung zum einwalzen von rohren

Info

Publication number: DE2331341A1
Application number: DE19732331341
Authority: DE
Inventors: Manfred Hauschke
Original assignee: KOTTHAUS AND BUSCH
Current assignee: KOTTHAUS AND BUSCH
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1975-01-16

Description

Vorrichtung zum Einwalzen von Rohren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einvalzen von Rohren,insbesondere von Wärmeaustauschern,wobei achsparallel im Walzkörper angeordnete Walzrollen von einem konischen mit einem Antriebsmotor verbundenen Walzdorn mit Zwangsvorschub gespreizt werden und der Walzenkörper in der Aussenhülse frei drehbar gelagert ist.

Bei den bisher bekannten Rohrwalzen mit achsparallelen Walzrollen wird der Walzdorn solange mittels eines Gewindes in Richtung auf die Walzrollen verschoben,bis die erforderliche Haftaufweitung erreicht ist.Da andererseits die Haftaufweitung als am Antriebsmotor auftretendes Drehmoment gemessen wird,kann über den dafür eingesetzten Kontroller die Antriebsmaschine bei Erreichen der eingestellten Haftaufweitung abgeschaltet werden.In anderen Fällen wurde auch schön eine mechanische Kupplung eingesetzt ,welche nach Erreichen der Haftaufweitung den Zwangsvorschub des Walzdornes beendete.Die Walze lief dann noch mehr oder minder lang,jenachdem wie sie vom Bedienungspersonal ausgeschaltet wurde. Darüberhinaus konnte die mechanische Kupplung nie exakt eingestellt

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werden,bzw. diese Kupplung verstellte sich bei jeder Schaltung von selbst durch den auftretenden Verschleiss, sodass keine exakte Einhaltung der Haftaufweitung gewährleistet war.

Der grösste Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen lag aber darin,dass das zum Vorschub des Walzdorns dort angeordnete Sewinde nicht so fein ausgebildet werden konnte, wie das für den erforderlichen sehr langsamen Vorschub des Walzdorns notwendig gewesen wäre und gleichzeitig die am Gerwinde auftretenden sehr hohen Kräfte zu üb artragen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu schäffen,welche die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermeidet und welche trotzdem absolut sicher bei Erreichung der einmal eingestellten. Haftaufweitung den Vorschub des Walzdornes abschaltet. Darüber¹! inaus sollten die mit anderen Vorrichtungen erhaltenen Spannungsrisse beim Einwalzen von rissempfiridlichan Rohren sicher auf ein Minimum reduziert werden können.

Die Lösung der aufgäbe besteht darin,dass der Walzdorn mit der Spindel und die Aussenhülse der Walze nit der Mutter einer Planetenspindel wirkverbunden ist und aine Kupplung zur Ausschaltung der Planeteuspindel unter Beibehaltung der Dorndrehung sowie an sich bekannte Mittel vorgesehen sind,welche die Haftaufweitung messen und die Kupplung in Abhängigkeit von der eingestellten Haftaufweitung schalten.

Vorteilhaft wird der Sehaltimpuls für die Kupplung über ein gegebene_ifalls einstellbares Zeitverzögerarglied a:'ne.^-. Ausschalter für die Antriebsmaschine, zugeführt.

Der Vorteil der erf indungsgenässeri Vorrichtung besteht vor allem darin,dass mit den ansich bekanLitar, Plane te.ispindelr. (DBP 959 8o2) der Zwangsvorschub des Walzdcrris .-a^r visl

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feinfühliger und trotzdem mit der notwendigen relativ hohen Traft durchgeführt werden kann.Ausserdem lässt sich durch die Zwischenschaltung der Kupplung ein einwandfreier Abschaltpunkt einstellen und auch einhalten,sodass mit Sicherheit die Walzstellen nicht übervalzt werden,weil z.B. die Kupplung zu spät ausgeschaltet hatte. Darüberhinaus kann mit einfachen Mitteln die automatische Durchführung eines Ausrundvorganges vorgenommen werden,soaass die einmal gefundenen optimalen Werte auch für alle Valzstellen bzw. VaIzungen eingehalten werden können.

überraschend war die Tatsache,dass trotz des im Verhältnis zur Umdrehungszahl geringen Vorschubs des Dorn^^rSle Planetenspindel die Kupplung innerhalb sehr enger Grenzen den Vorschub des Doms ab schaltet. Damit wird eine erheblich genauere Reproduzierbarkeit bei allen Bohrungen eines Rohrbodens erreicht,welche bisher nur unter grossem Zeit- und Kostenaufwand erzielt werden konnte.Vor allem aber zeigte sich überraschenderweise,dass spannungsrissempfindliche Rohre mit der erfindungsgemässen Vorrichtung so eingewalzt werden konnten,dass auch mit feinsten Messmethoden gegenüber allen bisher bekannten Binwalzvorrrichtungen die geringste Spannungsrissbildung festgestellt werden konnte,welche durch die Walzung entstanden ist.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen dargestellt und zwar zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung

Fig.2 eine schematische Zusammenstellung einer Walze mit. Motor

Fig. 3 ein Schema mehrerer Walzen mit einem einzigen Antrieb.

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Nach Figur 1 besteht die Vorrichtung aus einem Walzenkörper 11,in dem drei Walzrollen 12 achsparallel in entsprechenden Schlitzen gelagert sind.Der Walzenkörper 11 ist über ein Lager 13 frei drehbar aber axial unverschieblich in der Aussenhülse 14 der Walze gelagert.In der Achse der Walze ist ein nach vorn konisch verlaufender Walzdorn 15 achsparallel verschieblich angeordnet,durch den die Walzrollen 12 gespreizt werden.Der Walzdorn 15 ist mit einer Gewindespindel 16 einer Planetenspindel 17 verbunden,welche ihrerseits mit der Mutter 1 8 in der Aussenhülse 14 angeordnet ist.In axialer Richtung wird die Mutter 18 durch Spannringe 19 gesichert und durch einen Keil 2o wird eine feste Drehverbindung zwischen Aussenhülse 14 und Mutter geschaffen.An der Vorderseite der Mutter 18 ist ein ringförmiger Elektromagnet 21 angebracht,welcher mit dem Ring 22 zusammenarbeitet.Dieser Ring hat eine gezahnte Innenbohrung,welche auf ein entsprechend gezahntes Teil 23 auf dem Walzdorn 15 passt.Das rückwärtige Ende des Walzdorns trägt einen Vierkant,auf den eine Muffe 25 der Antriebswelle des Antriebsmotors 26 passt.

Nach Figur 2 ist eine Walze nach Figur 1 mit einem Kontroller 2 7 verbunden,weIcher in an sich bekannter Weise die tatsächlich erreichte Haftaufweitung als Stromänderung in der Stromzuleitung 28 zur Antriebsmaschine 26 misst und mit einem vorgegebenen und eingestellten Sollwert vergleicht.Dies kann elektrisch oder auc'n elektronisch erfolgen.Bei Erreichung der eingestellten Haftaufweitung

vom Kontroller 27 über die Leitung 28 ein Impuls an Λ Kupplung 21 gegeben,wodurch der Magnet erregt wird.sodass das Teil 22 verschoben wird und den Walzdorn 15 mit der Kutter 18 bzw.der Aussenhülse 14 verbindet.Bei sich w'eiterdrehender Antriebsmaschine 26 dreht sich nun der Walzdorn 15 mit der Mutter 18 mit gleicher Geschwindigkeit, sodass der Vorschub des Walzdorns aufhört.Die WaIzrollenweric:: dann nicht meur weiter gespreizt.Der Schaltinpuls in der Leitung 28 ist gleichzeitig in ein

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Zeitverzögererglied 29 geführt worden,von wo aus nach einer bestimmten vorher einstellbaren Zeit der Schaltimpuls über die Leitung 3o zum Schalter 31 geführt wird,wodurch der Antriebsmotor 26 abgeschaltet und stillgesetzt wird.Damit ist also die Walzstelle gut ausgerundet und wird bei jedem Walzvorgang in gleicher Art und Weise ausgerundet,weil die Zeit,in der sich die Walze ohne Spreizung der Walzrollen dreht,genau reproduzierbar ist.Auf dem Walzenkörper 14 ist noch ein verstellbarer Anschlag 32 angeordnet,mit dem sich die Tiefe der Walzstelle im Rohr einstellen lässt.Es können damit mehrere Walzstellen hintereinander im Rohr angebracht verden.

Nach Figur 3 sind drei Walzen 4o, 41 und 42 über Gelenkwellen 43 mit einem Getriebe 44 verbunden,wobei das Getriebe mit dem Antriebsmotor 45 verbunden ist.Jede Walze besitzt eine Kupplung 46,wie sie in Figur 1 und 2 beschrieben ist. Darüberhinaus besitzt jede Walze ein Messglied 47,das die Haftaufweitung z.B. über einen Dehnungsmesstreifen oder piezoelektrisch misst und die gefundenen Werte an den !Controller 48 gibt.Nach Inbetriebsetzung der Walzen durch Einschaltung des Antriebsmotors 45 wird also jetzt der Walzdorn 14 von der Planetenspindel 17 langsam zwischen die Walzrollen 12 gedrückt,wodurch diese gespreizt werden. Dieser Zwangsvorschub des Walzdoms geht solange ,bis die vorher am !Controller eingestellte Haftaufweitung erreicht ist.

Ist dies z.B. zuerst bei der Walze 41 der Fall,so wird der !Controller 48 überdie Leitung 49 einen Schaltimpuls an die Kupplung 46 geben,wodurch der Wäzdorn 14 mit der Mutter 18 der Planetenspindel verbunden wird,sodass sich jetzt beide Teile mit gleicher Geschwindigkeit drehen,wodurch der Zwangsvorschub des Walzdorns beendet ist,aber sich die Walze noch weiter dreht.Dabei wird die Walzstelle ausgerundet. Die Ausrundung wird solange fortgesetzt,bis das vom Schaltimpuls in Gang gesetzte Zeitglied einen weiteren Schaltimpuls über die Leitung 5o zu der zwischen Walzdorn 15

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und Gelenkwelle 43 angeordneten Kuplung 51 gibt,wodurch der Valzdom der Valze 41 vom Antrieb bzw.dem Getriebe getrennt wird.Die Walte steht still.

Vorher hat aber vielleicht die Walze 4o die Haftaufveitung erreicht gehabt,sodass auch dort der Controller 48 die vom Messglied erhaltene Anzeige zur Abschaltung der Kupplung 46 verwertete.Nach dieser Abschaltung wurde nach Ablauf der im Zeitglied eingestellten Zeit auch die Kupplung 51 geschaltet, sodass die Walze 4o ebenfalls stillgesetzt wurde.

Entsprechend- €st der Vorgang bei der Walze 42 abgelaufen, wobei deren Zeitablauf nur teilweise mit dem Zeitplan der anderen Walzen übereinstimmte.Wichtig ist.dass sich jede Walze der an;"deren Walzstelle notwendigen und erreichten Haftaufweitung anpasste,wobei nur die Zeiten für die Ausrundung bei allen Walzen gleich blieb,also alle Walzstellen gleich ausgerundet wurden.

Bs sind selbstverständlich die verschiedensten Varianten denkbar,ohne dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.Bs können jede Art von kupplung verwendet werden,welche in der Lage ist,den Walzdorn mit der Mutter der Planetenspindel zu verbinden oder, falls die Mutter mit der Aussenhülse fest verbunden ist, genügt auch eine feste Verbindung zwischen Walzdorn und Aussenhülse.Sehr vorteilhaft kann eine Magnetpulverlupplung verwendet werden,weil dabei der Schaltimpuls unmittelbar auf die Kupplung wirken kann.Es kann auch eine Kupplung verwendet werden,welche zwei Schaltstellungen hat,nämlich einmal die Verbindung zwischen Aussenhülse und Mutter der Planetenspindel und zum anderen die Verbindung zwischen der Mutter der Planetenspindel und Walzdorn herzustellen.Diese Ausführungsform ist besonders einfach zu realisieren.

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Desveiteren kann eine Kupplung eingesetzt werden,die bei Beginn einer Einwalzung den Walzenkörper 11 (Fig.1) fest mit der AussenhüTse 14 und der Mutter 18 mittels eines Schaltstiffes 13A verb-indet.Dadurch verdrehen sich Spindel 16 und Mutter 18 relativ zueinander,vodurch eine achsparallele Verschiebung des Walzdorns 15 zwischen die Walzrollen 12 im Sinne von deren Spreizung erfolgt. Nach erfolgter Einwalzung wird diese Verbindung mechanisch oder elektrisch getrennt,um ein Ausrunden der Walzstelle zu ermöglichen.Dies wird dadurch erreicht,dass die Gewindespindel 16 durch ReibungsSchluss zusammen mit der Mutter umläuft,wodurch eine weitere Spreizung der Walzrollen 12 nicht mehr erfolgt.

Die Kontrollgeräte können leicht vom Fachmann erstellt werdan,wenn ihm die Erfindung dargestellt wird,weildie elektrischen oder elektronischen Funktionen der hierzu notwendigen Bauteile bekannt sind.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Einwalzen von Rohren in Rohrböden,insbesondere von Wärmeaustauschern,wobei achsparallel im Walzkörper angeordnete Walzrollen von einem konischen mit einem Antriebsmotor verbundenen Walzdorn mit Zwangsvorschub gespreizt werden und der Walzenkörper in der Aussenhülse frei drehbar gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet,dass der Walzdorn (15) mit der Gewindespindel (16) und die Aussenhülse (14) der Walze mit der Mutter (18) einer Planetenspindel (17) wirkverbunden ist und eine Kupplung (21 ,46) zur Ausschaltung der Planetenspindel (17) unter Beibehaltung der Dorndrehung sowie an sich bekannte Mittel vorgesehen sind,welche die Haftaufweitung messen und die Kupplung (21,46) in Abhängigkeit von der eingestellten Haftaufweitung schalten.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,dass der Schaltimpuls für die Kupplung (21 ) über ein Zeitverzögererglied (29) einem Aus·*, schalter (31) für die Antriebsmaschine (27) zugeführt wird,
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplung (21,46) eine Magnetpulver-Kupplung mit dein einen Teil am Walzdorn (15) und den anderen Teil an der Aussenhülse (14) bzw. der Mutter (18) der Planetenspindel verbunden vorgesehen ist.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,dass dia Mutter (18) der Planetenspindel lose und drehbar in der Aussenhülse (14) gelagert ist und eine Kupplung vorgesehen ist,welche in einer

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Stellung die Mutter (18) mit der Aussenhülse (14) und in der anderen Stellung die Mutter (18) mit dem Walzdorn (15) fest verkuppelt.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,dass eine Kupplung in Form z.B. eines Schaltstiftes (13A) das Lager (13) blockiert und damit die Aussenhülse (14) mit dem Walzenkörper (11) verbindet und zum Ausrunden diese Blockierung bzv. Verbindung durch Lösen der Kupplung (13A) aufgehoben wird.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,dass beim Antrieb mehrerer Walzen (4o,41,42) durch eine Antriebsmaschine (45) jeder Walze ein Messglied (47) zugeordnet bzw.damit verbunden ist, wobei jeder Walze (4o,41,42) eine zusätzliche Kupplung (51) vorgeschaltet ist,welche die Trennung vom Antrieb für jede einzelne Walza unabhängig von den anderen am gleichen Antrieb angeordneten Walzen bewirkt.

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