DE3029447C2

DE3029447C2 - Vorrichtung zum Wellen von Rohren

Info

Publication number: DE3029447C2
Application number: DE19803029447
Authority: DE
Inventors: Harald 3012 Langenhagen Roderburg
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1980-08-02
Publication date: 1986-11-27
Also published as: DE3029447A1; HU184956B; JPS5732832A; ATA58881A; GR66804B; BE889799A; AT373437B

Description

livbewegung nicht auftritt, unterliegt die Schraubenwcllbuchsc doch einem gewissen Verschleiß. Um die Standzeit der Schraubenwellbuchse zu erhöhen, wird man also diese mit Übertoleranz fertigen und solange in der Vorrichtung belassen, bis sie höchstens 5% Minustoleranz aufweist

Für die Lösung der Aufgabe der Erfindung ist ferner vorteilhaft wenn die Verformungsrippe aus mindestens drei Gewindegängen besteht Dabei kalibrieren die hinteren Gewindegänge die Wellung, ohne nennenswerte Verformungen vorzunehmen. Soll eine besonders tiefe Wellung erzeugt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Höhe der Verformungsrippe zum Beginn des Gewindeganges über einen Bereich von mindestens 360" gleichmäßig bis zum Erreiche der maximalen Höhe zunimmt Der Abstand bzw. die Steigung der Gewindegänge bleibt dabei gleich. Insbesondere sollte sich der Einlaufbereich über mindestens 720° erstrekken. Verwendet man eine Wellerwälzbuchse. in der zwei oder mehrere Verformungsrippen angeordnet sind (mehrgängige Schraube), so kann bei gleicher Fertigungsgeschwindigkeit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wellerkopfes verringert werden bzw. bei gleicher Drehzahl des Wellerkopfes die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht werden, denn die Fertigungsgeschwindigkeit errechnet sich als Produkt der Steigung der Verformungsrippe und der Drehzahl des Wellerkopfes.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorteilhaft, daß in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Wellerwälzbuchse eine weitere gleichartige Wellerwälzbuchse im Wellerkopf angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse gerichtet und die in Bezug auf die Verformungsrippe zur ersten Wellerwälzbuchse so ausgerichtet ist, daß ihre Verformungsrippe in die Wellertäler des gewellten Rohres eintaucht. Durch die Anordnung zweier Wellerwälzbuchsen werden die Verformungskräfte innerhalb des Werkzeugs aufgefangen und es ist keine weitere Halterung des Rohres erforderlich. Zwischen den beiden Wellerwälzbuchsen ist eine Ringscheibe konzentrisch zum Rohr angeordnet, die zwei in radialer Richtung verlaufende um 180° versetzt zueinander angeordnete Längsschlitze aufweist, in welcher stirnseitig an den Buchsen angeordnete Zapfen geführt sind. Diese Ringscheibe gewährleistet, daß die beiden Wellerwälzbuchsen stets synchron zueinander sind. Während ihres exzentrischen Umlaufes um das zu wellende Metallrohr bewegen sich die Zapfen in den Längsschlitzen.

Für die Erreichung einer einwandfreien Wellung ist es vorteilhaft, die Weller pendelfrei, d. h. verkantungsfrei im Wellerkopf drehbar zu lagern. Pendelfrei bzw. verkantungsfrei bedeutet, daß die Drehachse des Wellerkopfes stets parallel zur Rohrachse verläuft Dies kann beispielsweise durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Kugellager bzw. durch ein Nadellager gelöst werden. Wie bereits oben erwähnt, werden die Wellerwälzbuchsen durch Abwälzen auf der Rohroberfläche angetrieben. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Weiler mit den Wellerwälzbuchsen über ein Getriebe mit dem Antrieb des Wellerkopfes zu koppeln. Jedoch i.si diese Art des Antriebs recht kompliziert, so dsß hiervon nur Gebrauch gemacht werden sollte, wenn es darum geht, eine Wellung zu erzeugen, die allerhöchsten Ansprüchen genügt.

Die Erfindung ist anhand des in den Fig. I und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. F i g. 3 (nachgereichi) zeigt die Durchmesservnrh:iltnii;se.

An einer angetriebenen Hohlwelle 1 einer bekannten Wellvorrichtung, die vorzugsweise Teil einer Rohrfertigungsanlage ist, in welcher in nicht dargestellter Weise ein längseinlaufendes Metallband zum Schlitzrohr geformt, längsnahtverschweißt und anschließend gewellt wird, ist ein Weller 2 lösbar angebracht Die Hohlwelle 1 weist eine Durchgangsöffnung 3 für das längsnahtgeschweißte Glattrohr 4 auf. Der Weller 2 ist exzentrisch an einem an die Hohlwelle 1 angeschraubten Wellerkopf la befestigt und zwar über Schrauben 5, die durch Langlöcher 6 in der Wellerhalterung 7 hindurchgeführt sind. Die Wellerwälzbuchse 8 ist in den Weller 2 eingeschraubt und über die Kugellager 9 in der Wellerhalterung 7 frei drehbar gelagert. Die Wellerwälzbuchse 8 weist, wie dargestellt eine Verformungsrippe 10 mit fünf Schraubengängen auf.

Ein gleichartiger Weller 2a ist in Durchlaufrichtung des Rohres 4 hinter dem Weller 2 angeordnet, mit dem Unterschied, daß seine Exzentrizität um 180° verschoben ausgerichtet ist, so daß die Verformungsrippe 10a an der entgegengesetzten Seite zur Verformungsrippe 10 an dem Rohr 4 angreift Zwischen den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a ist eine Scheibe 11 angeordnet, die eine Durchtrittöffnung 12 für das Wellrohr 13 sowie zwei sich in radiaäer Richtung erstreckende Langlöcher 14 und 15 aufweist, in welchen an den Wellern 2 und 2a befestigte Zapfen 16 eingreifen. Hinsichtlich des Abstandes zwischen den Wellern 2 und 2a sowie hinsichtlich ihrer Stellung in Umfangsrichtung ist die eigentliche Wellerwälzbuchse 8a so ausgerichtet, daß ihre Verformungsrippe 10a in die von der Verformungsrippe 10 erzeugte Wellung genau eingreift. Bei Rotation der Hohlwelle 10 bzw. des Wellerkopfes la laufen die Weller 2 und 2a exzentrisch um die Rohrachse und drücken dabei mittels der Verformungsrippen 10 und 10a in den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a die Wellung in das Rohr 4 ein. Dabei wälzen sich die Wellerwälzbuchsen 8 und 8a auf der Rohroberfläche ab.

Dadurch, daß das Verhältnis der lichten Weite D der Wellerwälzbuchse 8 und 8a und des Durchmessers dim Bereich eines Wellentales, wie im Beispiel dargestellt, 2 :1 beträgt, umläuft die Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a das Rohr einmal wenn der Wellerkopf la sich zweimal gedreht hat (siehe F i g. 3). Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die nachfolgenden Schraubengänge der Verformungsrippen 10 bzw. 10a genau in die Wellung des Rohres 13 eintauchen. Die nachfolgenden Gewindegänge, insbesondere die Gewindegänge der Verformungsrippe 10a, dienen im wesentlichen der Kalibrierung der Wellform. Der Weller 2a hat darüber hinaus noch die Aufgabe, die Verformungskräfte aufzufangen.

Die Exzentrizität der Weller 2 und 2a wird über Stellschrauben 17 und 17a wie an sich bekannt eingestellt.
In der F i g. 2 ist die Umlaufbahn eines Eingriffspunktes einer Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a verdeutlicht Der Punkt Ai befindet sich nach einem halben Umlauf des Wellerkopfes la an der Stelle Ai', nach einem Umlauf des Wellerkopfes la bei dem Punkt A₁" nach 1,5 Wellerkopfumläufen beim Punkt Ai'" und nach zwei Wellerkopfumläufen wieder am Punkt A,. Wie deutlich ersichtlich, ist die Umlaufbshn eine sogenannte Herzkurve.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß durch sie eine ringförmige V*'2llung herstellbar ist, die so gleichmäßig und Eauber kalibriert ist, daß sie den hohen Anforderungen in der Hochfrequenztechnik vollauf genügt. Gewellte Rohre, insbesondere aus Kupfer, werden in der Hochfreauenztechnik zur Übertragung von Energie verwen-

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det. So sind beispielweise Hohlleiter als Wellrohre ausgebildet, ebenso wie koaxiale Hochfrequenzkabel, wel- _; I ehe aus zwei durch geeignete Abstandshalter konzen- }■) trisch zueinander gehaltenen Wellrohren bestehen. ;i Ebenfalls sind Hochfrequenzkabel bekannt, die denen 5 H'| auf dem massiven oder rohrförmigen Innenleiter eine § Schaumstoffschicht angeordnet ist, auf der ein Wellrohr i.:' als Außenleiter aufliegt. Es ist aber auch möglich, beson- || ders tief gewellte Rohre mit Hilfe der erfindungsgemä- |! Ben Vorrichtung herzustellen. Dies resultiert aus der io 1 großen Durchmesserdifferenz zwischen den Weller-

wälzbuchsen 8 und 8a und.dem Rohr 4 und daher, daß , !

die Exzentrizität der Weller 2 bzw. 2a gleich dem Rohr- C

radius im Bereich eines Wellentales ist. ;,'

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen i|

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wellen von Rohren aus plastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere von Kabelmänteln aus Metall, durch weiche das Rohr kontinuierlich hindurchgeführt wird, bestehend aus einer Weilerwälzbuchse mit einer an ihrer Innenfläche schraubenlinienförmig verlaufenden Verformungsrippe mit mehr als einem Gewindegang, welche in einem drehantreibbaren Wellerkopf frei drehbar gelagert ist, wobei die lichte Weite der Wellerwälzbuchse größer ist als der Durchmesser des zu wellenden Rohres und die Wellerwälzbuchse exzentrisch zum Rohr gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des inneren Durchmessers der durch die Verformungsrippe (10, 1Oa^ gebildeten Wendel (lichte Weite) und des Außendurchmessers des gewellten Rohres (13) im Bereich eines Wellentals 2 :1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist, mit einer maximalen Abweichung von 5%.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Abweichung höchstens 1% beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsrippe (10,1Oa^ aus mindestens drei Gewindegängen besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Verformungsrippe (10) vom Beginn des Gewindeganges über einen Bereich der maximalen Höhe zunimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufbereich sich über mindestens 720° erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Verformungsrippen (10, i0a)'m der Wellerwälzbuchse (8, %a) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Wellerwälzbuchse (8) eine weitere, gleichartige Wellerwälzbuchse (Sa) im Wellerkopf (ta) angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse (8a) gerichtet und die in Bezug auf die Verformungsrippe (10) der ersten Wellerwälzbuchse (8) so ausgerichtet ist, daß ihre Verformungsrippe (10a,} in die Wellentäler des gewellten Rohres (13) eintaucht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Weilerwälzbuchsen (8, 8a) eine Ringscheibe (11) konzentrisch zum Rohr (13) angeordnet ist, die zwei in radialer Richtung verlaufende um 180° versetzt zueinander angeordnete Längsschlitze (14, 15) aufweist, in welcher stirnseitig an den Wellern (2,2a) angeordnete Zapfen (16) geführt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Weller (2,2a)pendelfrei im Wellerkopf (\a)gelagert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Weller (2, 2a,) über ein Getriebe vom Antrieb des Wellerkopfes (!abgesondert angetrieben sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DD-PS 59 536) ist eine mit einer schraubenlinienförrnigen Wulst versehenen Buchse exzentrisch an einem Träger befestigt welcher um die Längsachse des zu wellenden Rohres rotiert Die Buchse ist bei dieser Vorrichtung unter einem Winkel zur Rohrlängsachse an dem Träger befestigt, wodurch eine ausreichend tiefe Wellung erzeugt wird.

Die lichte Weite des Wellwerkzeuges bzw. der Buchse ist größer als der Außendurchmesser des zu wellenden Rohres. Da die Buchse frei drehbar und exzentrisch an dem Träger befestigt ist wälzt sie sich bei Rotation des Trägers und ausreichender Exzentrizität auf der Rohroberfläche ab und erzeugt dabei die ringförmige Wellung.

Es hat sich jedoch gezeigt daß die mit der bekannten Vorrichtung erzeugte Wellung für viele Anwendungszwecke nicht geeignet ist da sie über die Rohrlänge gesehen nicht gleichmäßig ist Es ist aber für die Hochfrequenztechnik eine über die Rohrlänge vollkommen gleiche Wellung notwendig. Auch soll die Wellung frei von Verformungen im Bereich der Wellenflanken sein und der Sinusform möglichst angepaßt sein.

Dies kann mit der bekannten Vorrichtung nicht erreicht werden, da die Verformungsrippe des Werkzeuges verfahrensbedingt nach Fertigstellung jeder in sich geschlossenen Welle aus dem Wellental herausgehoben werden muß. Da das Rohr jedoch kontinuierlich abgezogen wird, stößt die eine Art Taumelbewegung ausführende Verformungsrippe gegen die Wellenflanke und erzeugt dort eine Delle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß mit dieser ringförmig gewellte Rohre mit einer gleichmäßigen Wellung hergestellt werden können, die auch höchsten Ansprüchen genügt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 das Verhältnis des inneren Durchmessers, der durch die Verformungsrippe gebildeten Wendel (lichte Weite) und des Außendurchmessers des gewellten Rohres im Bereich eines Wellentales 2 :1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist mit einer maximalen Abweichung von 5%.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß für die Erzeugung einer einwandfreien Wellung mit einer gewindeähnlichen Verformungsrippe mit mehr als einem Gewindegang die in Durchlaufrichtung gesehen hinteren Gewindegänge genau in das von dem davorliegenden Gewindegang erzeugtes Wellental eintauchen müssen, und zwar möglichst an der in Umfangsrichtung gesehen gleichen Stelle, an welcher der entsprechende Bereich des vorhergehenden Gewindeganges die WeI-lung erzeugt hat. Daraus resultiert die Forderung, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Wellenkopfes doppelt so hoch sein muß, wie die Abwälzgeschwindigkeit der Wellerwälzbuchse oder aber ein Vielfaches davon betragen kann. Diese Forderung wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfinderischen Lösung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Für Wellrohre von höchster Qualitätsstufe sollte die maximale Abweichung höchstens 1% betragen.

Eine Abweichung von 0% wäre ideal, jedoch ist es aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll, eine gewisse Abweichung zuzulassen. Obwohl zwischen der Schraubenwellbuchse und dem Wellrohr eine nennenswerte ReIa-