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Verfahren zum Profilieren der Wandung eines aus noch verform-
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barem, insbesondere keramischem Material bestehenden Rohres, sowie
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Profilieren der Wandung eines
aus noch verformbarem, insbesondere keramischem Material bestehenden Rohren und
richtet sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ;7um
Stande der Technik gehört es, die Enden von insbesondere keramischen Rohren mit
Rillen zu versehen und sich dabei einer Rillenschneidvorrichtung zu bedienen, die
Rollen mit einer scharfen Kante aufweist, welche über eine Oberfläche des Rohrendes
ablaufen und auf der anderen Oberfläche mit Hilfe einer Gegenrolle gegengehalten
sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Rohrenden mit einer Profilierung
zu versehen, wobei bei der Herstellung dieser Prof ilierung vergleichsweise erhebliche
Materialmengen zu verdrängen sind, was bei der Herstellung einfacher Rillen nicht
der Fall ist.
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Die Anwendung der bekannten Rillenschneidvorrichtungen auf das Problem,
die Wandung eines aus noch verformbaren, insbesondere
keramischen
Material bestehenden Rohres, zu profilieren, ist deshalb nicht möglich. Dies nicht
zuletzt auch, weil nicht nur eine Profilierung der Wandung erreicht werden soll,
sondern auch optimale Durchmesser- und Rundheit-Genauigkeit erreicht werden müssen.
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Dabei soll gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe Jede
beliebige Profilierung der noch plastischen Wandung des keramischen Rohres erreicht
werden. Insbesondere ist gemäß der Erfindung an die Ausbildung von Profilen an der
Innenseite der Muffe oder an der Außenseite des Spitzendes gedacht, d.h.
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in jenen Bereichen, wo das Spitzende des einen Rohres mit dem Muffenende
des anderen Rohres über eine Dichtung miteinander verbunden werden sollen.
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Verwendet man das Prinzip der bekannten Rillenschneidvorrichtungen
auf die Ausbildung von Profilen, beispielsweise zur Aufnahme von Rollringdichtringen,
so zeigt sich, daß eine solche Art der Profilierung nicht möglich ist, weil es nicht
genügt, die das Material verdrängend Profilrolle lediglich durch die Gegendruckrolle
abzustützen. Es zeigt sich nämlich, daß bei der Verdrängung des Materials durch
das Einwirken der Profilrollen auf das Material eine Aufweitung des Rohres erfolgt,
die grundsätzlich unrwünscht ist. Außerdem ist diese Aufweitung auch Ursache für
Unrundheiten der entsprechenden Rohrenden, weil der nicht bearbeitete Teil des Rohrendes
in den freien Raum ausweichen kann.
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Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die beim Profilieren
der Wandung eines aus noch verformbaren, insbesondere keramischen Materials bestehenden
Rohres auftretenden Probleme dann lösbar sind, wenn gemäß der Erfindung die Profilierung
unter Verwendung eines auf die Wandung einwirkenden und auf ihr in Umfangsrichtung
abrollenden Werkzeuges, dem auf der der Werkzeugeinwirkungsfläche abgewendeten Oberfläche
der Rohrwandung gegengehalten wird, vorgenommen und dabei die Rohrwandung im wesentlichen
über die ganze Höhe der zu erstellenden Profilierung auf ihrem Umfang auf der vom
profilierenden
Werkzeug abgewendeten Oberfläche in einer Umfangsänderung entgegenwirkenden Sinne
abgestützt und die durch die Profilierung hervorgerufene Materialverdrängung praktisch
ausschließlich in eine Längung des Rohres verwandelt wird.
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Wird die an sich beim Einsatz einer Profilierungsrolle und einer Gegenhalterolle
unvermeidbare Aufweitung des Rohres erfindungsgemäß in eine Längung des Rohres umgewandelt,
so bleiben erkennbar die Durchmesserabmessungen des Rohres die gleichen, trotzdem
die Profilierung zwangsläufig unter Verdrängung von Material erfolgen muß. Da sich
jedoch diese Materialverdrängung beider Profilierung in einem Längenwachstum des
Rohres äußert, ist diese Art der MaterialverdrSngung ungefährlich, weil die Überlänge
des Rohres ohnehin durch eine Schneidvorrichtung abgetrennt werden kann. Dies ist
von besonderer Bedeutung, weil Ja bei der Herstellung von keramischen Rohren ein
Schnitt durchgeführt wird,der zwar die Wandung nicht vollständig durchtrennt, sondern
nur bis zu einem gewissen Maß einschneidet, jedoch für das Entstehen eines Brennrings
Sorge trägt, der erst nach dem Brennen des Rohres abgeschlagen wird. Man kann also,
da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Masse lediglich in Längsrichtung des Rohres
verdrängt wird, die Schnitthöhe beliebig einstellen, wobei es nicht von Bedeutung
ist, ob dieser später ohnehin zu verwerfende Brennring ein oder zwei Zentimeter
länger oder kürzer bleibt. Der Einschnitt für den Brennring wird nämlich in ;jedem
Falle erst dann vorgenommen, wenn der Profilierungsvorgang beendet ist. Es läßt
sich also beim erfindungsgemäßen Verfahren die genaue Rohrabmessung in Jedem Falle
exakt einstellen, wobei die durch die Profilierung verdrängte Masse des Materials
in einen Teil verdrängt wird, der später ohnehin abgetrennt und verworfen wird.
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Eeim Schneiden treten die beim Profilieren in Erscheinung tretenden
Probleme keineswegs in dem Umfange auf, daß man daran denken hätte müssen, hier
für die beim Schneiden auftretende Material verdrängung in irgendeiner Form ein
Gegengewicht zu schaffen.
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Beim Profilieren, beispielsweise beim Auswalzen einer Sicke oder Nut,
in die später ein Dichtring eingesetzt wird, ist das der
Erfindung
zugrunde liegende Problem Jedoch von erheblicher Bedeutung und bis jetzt weder angesprochen,
geschweige denn gelöst.
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Wird gemäß der Erfindung die Rohrwandung im wesentlichen über die
ganze Höhe der zu erstellenden Profilierung auf ihrem Umfang auf der vom profilierenden
Werkzeug abgewendeten Oberfläche abgestützt, hat man die Möglichkeit, das Auswalzen
der Sicken oder sonstigen Profilierungen in ausreichend langer Zeit durchzuführen
und damit zu einer sauberen Glättung der Sicke zu kommen, was für den Einsatz von
Dichtungen in diese Sicken von außerordentlicher bedeutung ist.
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Würde man auf die umfassende Abstützung gemäß der Erfindung verzichten,
so müsste man theoretisch fordern, den Profilierungsvorgang möglichst kurz zu halten.
Damit ist aber, wie die Praxis bestätigt, erst recht eine übermässige Deformation
am zu profilierenden Rohrende verbunden. Hinzu kommt, daß durch das gewaltsame örtliche
Einpressen der Profilrolle eine Schadigung der Wandung bis zu Masseeinrissen eintritt;
Ein maßhaltiges rundes Rohr ist in dieser Weise nicht zu fertigen Zu den eben erläuterten
Vorteilan wes Verfahrens gemäß der Erfindung kommt noch hinzu, daß durch das Auswalzen,
da.s ohne schädliche Folgen auf die Querschniftsabmessungen des Rohres bleibt, Unebenheiten
und Strukturen beseitigt werden, die aus dem Preßvorgang resultieren. Beim Auspressen
eines Rohres, beispielsweise eines Steinzeugrohres wim1. ja zuerst ein Teil der
Masse über einen Kopf geschoben, idber dem die Muffe ausgebildet wird. Dabei lassen
sich Strukturen im allgemeinen nicht vermeiden. Diese Strukturen werden aber durch
den an diesen Auspreßvorgang anschließenden Profilierungsvorgang wieder beseitigt,
so daß nicht nur eine saubere Profilierung ohne Beeinflußung der Querschnittsabmessungen
des Rohres, sondern auch eine Beseitigung solcher Strukturen gewährleistet ist.
Hinzu kommt, daß beim Aufweiten des Rohrmaterials bei der Herstellung der Muffe
zwangsläufig kleine Risse entstehen können, die zu Texturen führen, die sich später
beim Brennen nachteilig auswirken. Da gemäß der Erfindung jedoch die Rohrwandung
auf ihrem Umfang auf der vom profilierenden Werkzeug abgewendeten Oberfläche in
einer Umfangsänderung entgegenstehenden Sinn abgestützt
wird, werden
diese Aufweitungen mit den damit verbundenen Rissen nicht nur nicht durch die Profilierung
verstärkt, sondern durch Massenverdichtung sogar beseitigt.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
kennzeichnet sich im wesentlichen durch eine auf die eine Oberfläche der Rohrwandung
greifende Profilierungsrolle und eine ihr im wesentlichen auf der anderen Rohrwandungsoberfläche
gegenüberliegende Gegendruckrolle, wobei beide Rollen aus einer von der Rohrwandung
freien Ruhestellung in die Profilierungsstellung bewegbar sind, so wie mehrere über
den Umfang des zu profilierenden Rohres verteilte, fest angeordnete aber um ihre
zur Rohrachse parallele Achsen drehbare Glättungsrollen.
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Vorzugsweise sitzen die Glättungsrollen fest auf einem gegen das offene
Ende einfahrbaren, in Umlauf versetzbaren Träger, an dem auch Hebelgestänge für
die aus der Ruhestellung in die Profilierungsstellung verschwenkbaren Frofil- bzw
Gegendruckrollen sitzen.
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Um das Aufsetzen des Rohrendes über die Rollenanordnung zu erleichten,
sind die Glättwlgsrollen an ihrem freien Ende vorzugs- -weise konisch verjüngt ausgebildet.
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Das Hebelwerk für die Profilrolle und die Gegendruckrolle sind zweckmässig
über l,llft-- oder Hydraulikzylinder oder gegebenenfalls elektrische Verstelleinrichtungen
gemeinsam gegen die Rohrwandung andrü.ckbar1 Um die Glättungsroilen exakt auf den
gewünschten Durchmesser ausrichten zu können sind sie zweckmässig auf Exzentern
angeordnet und damit untereinander ausrichtbar. Der besondere Vorteil der exzentrisch
gelagerten Glättungsrollen zeigt sich darin, daß bei geringen Korrekcuren des Roiirdurchmessersdie
Glättungsrollen in einfacher Weise ohne Änderung der Werkzeuge nachgestellt werden
können.
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Auf dem Träger der Glättungsrollen ist in weiterer Ausbildung der
Erfindung ein Federdruckteller angeordnet, der sich gegen die Stirnseite der Rohrwandung
anlegt. Er ist drehbar auf der Rollvörrichtungsplatte gelagert und kommt sofort
zum Stillstand, wenn die Stirnwand anftösst.
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Schließlich sind in weiterer Ausbildung der Erfindung von innen und
außen auf die Rohrwandung wirkende Schneidrollen zum Abtrennen eines bestimmten
Endes des Rohres vorgesehen.
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Solche Schneidrollen sind an sich bekannt.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Teil einer
Presse zur Herstellung von keramischen Rohren; Figo 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße
Profilierungsvorrichtung wobei das Rohr im Querschnitt gezeichnet ist; Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 2; und in Fig 4 einen Schnitt längs der Linie
A-A der Fig. 2.
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Das Rohr wird zweckmäßig mit einer Vorrichtung hergestellt, wie sie
beispielsweise Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 25 13 828.1 ist. Eine
solche Vorrichtung ist in Fig. 1 wiedergegeben.
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Aus einer nicht gezeichneten Presse tritt keramische Masse in den
Rohrteil 1 ein,der durch die Flanschverbindung 2 mit dem Pressenkopf 3 verbunden
ist, der im wesentlichen im Schnitt dargestellt ist. Bei Beginn des Auspreßvorganges
sitzt der Pressentisch 4 an dem Mundstückring 5 des Pressenkopfes an. Dadurch bildet
sich beim Abwärtsfahren des Pressentisches 4 mit Hilfe einer nicht gezeichneten
Fördervorrichtung erst die Muffe 6 des Steinzeugrohres und dann der Rohrkörper 7
aus. Man erkennt, daß zwischen dem im Pressenkopf untergebrachten Körner 8 und dem
Pressentisch 5 ein abgeschlossener Raum 9 vorhanden ist, in welchem eine Sprühvorrichtung,
beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel in Form einer Spruhscheibe 10 untergebracht
ist.
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Die Spruhscheibe 10 ist an einer Welle Ii aufgehängt, die von einem
Motor 12 angetrieben ist, der im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
als
Elektromotor angedeutet ist, wie die Zuleitungen bei 13 erkennen lassen. Selbstverständlich
kann auch ein Luftdruckmotor im Körner 8 untergebracht werden. Der Körner 8 ist
mit Hilfe der Streben 14 im Pressenkopf aufgehängt. Durch diese Streben und durch
den Körner lassen sich nicht nur die Zuleitungen zum Motor 12 führen, sondern auch
eine oder mehrere Rohrleitungen 15, über die flüssige Glasurmasse zuge speist wird,
die am freien Ende 16 der Rohrleitung in Form eines Strahles 17 austritt. Der Strahl
17 trifft auf die Innenfläche der Scheibe 10 und wird infolge deren Umlauf, der
durch den Pfeil 18 angedeutet ist, in Form eines Sprühkranzes s auf die Innenseite
des Rohres 7 aufgesprWht Das Aufbringen der Glasurmasse erfolgt, wie das Ausführungsbeispiel
deutlich erkennen läßt in einem nach außenhin im wesentlichen abgeschlossenen Raum
All der Muffeninnenwand entsteht, wie sich ebenfalls aus der Zeichnung entnehmen
läßt, keine Glasur Das auf einer solchen Vorrichtung entstandene Rohr wird mit Hilfe
eines Saughebers auf einen Tisch 21 umgesetzt, der die rotierende Rollenvorrichtung
aufnimmt.
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Bei 22 erkennt man eine Profilrolle in ihrer Arbeitsstellung, der
mit Hilfe der Gegendruckrolle 23 auf der Außenseite der Muffe gegengehalten wird
Durch das finprEgen der Profilrolle ergibt sich eine erhebliche Materialverdrängung,
der gemäß der .Erfindung durch die Glättungsrollen 25, 26, 27, 28, 29 und 30 entgegengewirkt
wird. Diese Glättungsrollen sind fest auf dem Tisch 21 angeordnet, können jedoch
mit Hilfe einer leicht exzentrischen Lage gegeneinander sauber ausgerichtet werden
und darüber hinaus um ihre Achse umlaufen. Sie wirken der durch die Massenverdrängung
durch die Profilrolle 22 entstehenden Materialverdrängung derart entgegen, daß diese
Materialverdrängung grundsätzlich in Achsrichtung des Rohres erfolgt.
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Es entsteht also eine Längung der Rohrmuffe, wie sie bei 31 in Fig.
3 erkennbar ist, wo auch die Profilrolle 22 und die Gegendruckrolle
23
wiedergegeben sind Die beiden Rollen sind über ein Kebelwerk 32 miteinander verbunden,
das mit Hilfe beispielsweise eines hydraulischen Zylinders 33 betätigt wird.
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Auf dem Tisch befindet sich ein Federdruckteller 34, der sich an die
Stirnseite der Muffe anlegt. Er ist drehbar auf der Rollvorrichtungsplatte 21 gelagert
und kommt sofort zum Stillstand, wenn die Muffenwandung anstößt. Nach Ausbildung
der Profilierung schwenken die Profilrollen 22 und die Gegendruckrolle 23 wieder
in ihre von der Muffenerandung gelöste Stellung zurück. Dann können zum Abtrennen
der ueberlänge der Muffe und zur Ausbildung eines Setzringes die gegebenenfalls
vorgesehenen Schneidrollen 35, 36 über das Hebelwerk 37 mit Hilfe des hydraulischen
Zylinders 38 angesetzt und damit die Überlänge abgetrennt werden. Die gegebenenfalls
exzentrische Lagerung der Glättungsrollen 25 bis 30 sind bei 39 in Fig. 4 angedeutet.
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Zum besseren Ausfahren der Vorrichtung ist die Gegendruckrolle 23
im Bereich des Setzringes bei 40 etwas größer im Durchmesser ausgebildet, wodurch
der äußere Durchmesser des Setzringes etwas kleiner als die Muffe ausgeformt wird.
Dadurch können die fest auf der Vorrichtung montierten Glättungsrollen ohne Abreißen
des Setzringes abgezogen werden Selbstverständlich lassen sich ähnliche Profilierungen
mit einer ähnlich ausgestalteten Vorrichtung auch am Spitzende eines Rohres vornehmen.
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Darauf hinzuweisen ist noch, daß die Glättungsrollen 25 bis 30 an
ihrem freien Ende, wie bei 41 in Fig. 4 angedeutet, leicht konisch ausgebildet sind,
was der leichteren Einführung des Rohres zwischen die Glättungsrollen dient.
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- Patentansprüche: -
L e e r s ei te