DE392343C

DE392343C - Machine for the manufacture of pipes by winding a strip in a helical shape around a mandrel

Info

Publication number: DE392343C
Application number: DEN18166D
Authority: DE
Original assignee: NAYLOR ROBERTSON Co
Current assignee: NAYLOR ROBERTSON Co
Priority date: 1917-07-10
Filing date: 1919-09-21
Publication date: 1924-03-20

Description

Maschine zur Herstellung von Rohren durch schraubenförmige Windung eines Streifens um einen Dorn. Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igi i die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 10. Juli 1917 beansprucht. Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von Röhren oder Schläuchen, welche aus einem profilierten Metallstreifen bestehen, der schraubenförmig um einen längsverschiebbaren, sich drehenden Dorn gewunden wird, der, wenn er ganz mit deni Arbeitsstück überzogen ist, aus demselben herausgezogen und in die Anfangslage zurückgebracht und zu gleicher Zeit zurückgedreht wird.Machine for the production of tubes by winding a strip helically around a mandrel. According to the Union Treaty of June 2, 1917, priority is claimed for this application on the basis of the application in the United States of America of July 10 , 1917. The invention relates to a machine for the production of tubes or hoses, which consist of a profiled metal strip which is helically wound around a longitudinally displaceable, rotating mandrel which, when it is completely covered with the work piece, is pulled out of the same and returned to the initial position and is turned back at the same time.

Von bekannten Vorrichtungen dieser Art unterscheidet sich die neue dadurch, daß der Dorn unter Vermittlung einerKlemmkupplung mit einer achsial verschiebbaren Welle verbunden ist, die während der Aufwicklung des Streifens die Kupplung zur Wirkung bringt und den längsgeschlitzten Dorn ausdehnt, bei Beendigung des Wicklungsvorganges jedoch die Zusammenziehung des Dornes ermöglicht und bei ihrer Längsverschiebung in den Endlagen durch Knaggen eine Kupplung umstellt, durch welche die Drehrichtung einer Vorgelegewelle umgekehrt wird, die ihrerseits die Drehrichtung der den Dorn tragenden Welle beeinflußt. Diese Welle ist mit einer nicht drehbaren Zahnstange gekuppelt, die finit einem Ritzel in Zahneingriff steht, welches während der Wickeldrehung .der den Dorn tragenden Welle und der dadurch erfolgten Verschiebung der Zahnstange von der letzteren gedreht wird, während es bei der Rückdrehung der den Dorn tragenden Welle und der Vorgelegewelle von dieser letzteren durch ein Schaltgetriebe angetrieben wird, um den Dorn aus ,dem Schlauch zurückzuziehen.The new one differs from known devices of this type in that the mandrel is axially displaceable through the intermediary of a clamping coupling Shaft connected to the clutch during winding of the strip Brings effect and expands the longitudinally slotted mandrel at the end of the winding process however, the contraction of the mandrel allows and during its longitudinal displacement In the end positions, a coupling changes the direction of rotation by means of cleats a countershaft is reversed, which in turn controls the direction of rotation of the mandrel bearing shaft affected. This shaft has a non-rotating rack coupled, which is finitely meshed with a pinion, which during the winding rotation .the shaft carrying the mandrel and the resulting displacement of the rack is rotated by the latter, while it is rotated in the reverse rotation of the one carrying the mandrel The shaft and the countershaft are driven by the latter through a manual transmission will to pull the mandrel from the hose.

Abb. r ist eine Seitenansicht der ganzen Maschine, Abb. 2 eine Aufsicht, Abb.3 in etwas größerem Maßstab ein Längsschnitt durch den Dorn und seine Welle sowie durch Führungsrollen für die Streifen nach 3-3 der Abb. 2; Abb. 4. ist teilweise Aufriß und teilweise Längsschnitt von Hauptteilen der Maschine; Abb. 5 ist ein Schnitt nach 5-5 der Abb. 2, und Abb. 6 ist ein Schnitt durch den Dorn nach 6-6 der Abb. 2.Fig.r is a side view of the whole machine, Fig. 2 is a plan view, Fig.3, on a slightly larger scale, shows a longitudinal section through the mandrel and its shaft as well as by guide rollers for the strips according to 3-3 of Fig. 2; Fig. 4. is partial Front elevation and partial longitudinal section of major parts of the machine; Fig. 5 is a section according to 5-5 of Fig. 2, and Fig. 6 is a section through the mandrel according to 6-6 of Fig. 2.

Das Untergestell besteht aus den Längsträgern 21, 22 und den Querträgern 23, 2.4 (Abb. 4.). Der Motor 25 auf diesem Untergestell treibt die Dornwelle 30, welche in den T.agerrl 26, 26' des Todres 27 unterstützt ist. Der Expansionsdorn 31 sitzt auf flies4#r Welle ;in dein einen Ende, während ihr anderes Ende durch die Kupplung 33 mit der Zahn- stange 32 derartig in Verbindung steht, daß letztere nur flic Verschiebung der Welle 30, nicht aber ihre Drehung mitmacht. Das Vor- gelege zwischen dein Motor 25 und der Welle ,3o gellt besonders aus Abb. i und 2 -hervor. Der --Motor treibt unter Vermittlung des Rie- lnens .'o die Welle 37 bestän(lig in der glei- chen Richtung. 1:in Ritze' 38 auf dieser Welle kämmt rnit einem Zahnrac1.1.2 eitler 1\-zlle .fi, die in dein Lagerbock 28 und dein Joch 27 unterstützt ist. Die Welle 4r dient zinn Antrieb einer Welle 36, und zwar kann die Welle 36 entweder durch das Zahnrad _1_I in Betrieb gesetzt %t-erden, das mit dein Ritze' @< auf @ler Welle 41 Iciininrt, o,ler aber die Welle 36 kann durch Elen Riemen d.7 in der- selben Drehrichtung wie die Welle 41 gedreht werden. !'In die Welle 36 fest mit dem Zahn- rad -14 oder einer nicht dargestellten Rie- läenscheibe für den Riemen 47 fest verbinden zu können, sind zwischen diesen Teilen, dein Zahnrad und der Riemenscheibe, auf der Welle 36 Reibungskupplungen vorgesehen. Die Kupplung .45 verbindet das Zahnrad .1-. lilit clcr Welle 36, so dalli also diese Welle in entgegengesetzter Richtung der Welle 41 ge- dreht wird, und die Kupplung d.6 verbindet die Riemenscheibe fest mit (lerr Welle 36, uni sie, wie oben erwähnt, in (leni gleichen Sin lic zu drehen wie die Welle .fr. Die beiden Kupplungen _15 und .fei könileii abwechselnd durch die Kupplungshülse 52 in oder außer \rlleitsstellulig gebracht werden. Die Kupp- hitlg.lliilse 52 «-ir;l dabei entweder durch Elen l lan lhel;el !i4 vom 1land aus verstellt, oder es kann eine T'nilegung dieses Hebels 6.1 durch Anschläge 65 und (:)b selbsttätig bewirkt wer- den, (lic° an einer Stange 67 sitzen, welche mit -1('r un;lrehbaren, (lie @-erüingerullg fier «'eile 30 bildenden 7ahnstaiige 32 fest verbunden ist. Die Anschläge sind auf der Stange 67 einstellbar. Wenn also die Welle 30 genügend weit nach links verschoben ist, so wird der r(-clitr Anschlag o ( ) den Hebel 04 nach links umlegen unfl tuirgelzehrt. Die Drehung fier Welle 36, die demnach entweder von Hand oder selbsttätig gewecli- selt werden kanlr, wird durch das lange Zahrl- rafl 3 5 auf ein ZahnraA 3.1 übertragen, das fest rnit der Welle 3o verbunden ist und sich längs des Zahnr.l(les 35 verschieben kann. \Vir bei anderen Rohrwickelmaschinen wird auch hier die Längsverschiebung der Welle 30 nach der einen Richtung hili durch (las Aufwickeln des Streifens auf den Dorn 31 herbeigeführt. Die I_iingsverschiebung nach der anderen Richtung hilf erfolgt durch ein Getriebe, das je nach der Drehrichtung der Welle 36 entweder leer läuft o,ier aber zur Wirkung kommt. Die 1\-elle 36 trägt ein Kegelrad 53, das in Eingriff reit einem lose auf einer Querwelle @6 sitzenden Kegelrad 33 sied' befin,ht. Diese t )ucrw@Ile :6 stellt durcn ein Ritze' 5; in Eingriff rnit der Zahnstange 32; solange also das Kegelrad 55 lose umläuft, wird clie Welle 56 durch das Zahnrad 57 gedreht, welches seine Drehbewegung durch die Verschiebung der Zahnstange 32 erhält. Mit dem Kegelrad 55 ist fest verbunden ein Sperrad 58, in dessen Verzahnung eine hliliku (,2 eingreift, lie <in einer finit :ler ( )uerachse 56 fest verbundenen Scheibe 6o gelagert ist. -Bei der Drehung der Welle 56 nach einer Richtung hin gleitet die Klinke 62 selbsttätig über die Zähne des Sperrades j8. Wird aber dieses Sperrad nach der anderen Richtung hin vorn Kegelrad 5.# aus gedreht. d. h. bei einer bestimmten Drehrichtung der Welle 36, so nimmt das Sperrad die Klinke die Scheibe 6o und die \Velle 5() mit, uri@l .las IZit-r_el 5; dieser \Velle greift nun auf die Zahnstange 32 derartig ein, daß es die Zahnstangenverschiebung und mit ihr auch diejenige der Welle 3o bewirkt.The underframe consists of the longitudinal members 21, 22 and the cross members 23, 2.4 (Fig. 4.). The motor 25 on this base drives the mandrel shaft 30, which is in the T.agerrl 26, 26 'des Todres 27 is supported. The expansion mandrel 31 sits on flies4 # r Wave; into your one end while your other End through the coupling 33 with the tooth rod 32 is in such a connection that the latter only flic displacement of the shaft 30, but does not join in their rotation. The Pro put between your motor 25 and the shaft , 3o is particularly evident from Figs. 1 and 2. The engine drives with the mediation of the giant lnens .'o wave 37 consistently (lig in the same direction. 1: in crack '38 on this one The shaft meshes with a toothed blade 1.1.2 1 \ -zlle .fi in your bearing block 28 and your Yoke 27 is supported. The shaft 4r is used tin drive a shaft 36, namely can the shaft 36 either through the gear _1_I put into operation% t-earth that with your crack ' @ < on @ler wave 41 Iciininrt, o, ler but die Shaft 36 can be driven by Elen belt d.7 in the the same direction of rotation as the shaft 41 rotated will. ! 'Into the shaft 36 firmly with the tooth rad -14 or a not shown Rie- Firmly connect the pulley for the belt 47 to be able to are between these parts, yours Gear and pulley on which Shaft 36 friction clutches are provided. The coupling .45 connects the gear .1-. lilit clcr wave 36, so dalli this wave in opposite direction of shaft 41 rotates, and the clutch d.6 connects the pulley firmly with (lerr shaft 36, uni they, as mentioned above, in (leni same Sin lic to turn like the shaft .fr. The two Couplings _15 and .fei koenileii alternate through the coupling sleeve 52 in or out \ rlitleitulig be brought. The cup hitlg.lliilse 52 «-ir; l either by Elen l lan lhel; el! i4 adjusted from 1land, or es this lever can be removed by 6.1 Stops 65 and (:) b are effected automatically the, (lic ° sit on a pole 67, which with -1 ('r un; rotatable, (lie @ -erüingerullg fier «' hurry 30 forming 7ahnstaiige 32 firmly connected is. The stops are on the rod 67 adjustable. So if the shaft 30 is sufficient is shifted far to the left, the r (-clitr stop o ( ) move the lever 04 to the left turn down unfl tuirgeltehrt. The rotation fier shaft 36, which accordingly either by hand or automatically can be rare, is due to the long count- rafl 3 5 transferred to a ZahnraA 3.1, the is firmly connected to the shaft 3o and can move along the tooth l (les 35. \ Vir on other pipe winding machines is also here the longitudinal displacement of the Wave 30 in one direction through hili (read winding the strip on the mandrel 31 brought about. The initial shift in the other direction help is provided by a transmission which, depending on the direction of rotation of the shaft 36, either runs idle, but comes into effect. The 1 \ -elle 36 carries a bevel gear 53, which rides in engagement with a bevel gear 33 seated loosely on a transverse shaft @ 6. This t) ucrw @ Ile: 6 is through a crack '5; in engagement with the rack 32; So as long as the bevel gear 55 rotates loosely, the shaft 56 is rotated by the gear 57, which receives its rotary motion by the displacement of the rack 32. A ratchet 58 is firmly connected to the bevel gear 55, in whose toothing a hliliku (, 2 engages, is mounted in a finite () outer axis 56 firmly connected disk 60. -When the shaft 56 rotates in one direction The pawl 62 slides automatically over the teeth of the ratchet wheel j8. However, if this ratchet wheel is turned in the other direction in front of the bevel gear 5. # off. Velle 5 () with, uri @ l .las IZit-r_el 5; this \ Velle now engages the rack 32 in such a way that it effects the rack shift and with it that of the shaft 3o.

Die Ausbildung des Dornes geht besonders aus Abb. 3 und 6 hervor. Die Welle 30 hat mehrere zur Erweiterung des geschlitzten rohrförmigen Dornes 31 dienende l:-xpansionsvorrichtungen 71 bis ". Sie bestehen nach Abb.6 aus je einer Scheibe 78, die lnit der Welle 3o verkeilt ist und exzentrisch angelenkte Arme ;9 trägt. Die Enden der Arnie ;9 greifen gelenkig in die Schuhe 8o rin und werden durch die Federn gr beständig nach fier einen Richtung hingezogen. Bei der Drehung der «'eile 3o nach der einen Seitt# hilil werden also diese Schuhe 8o nach außen gestoßen und erweitern dadurch den Dorn 31. Bei der Drehen- nach der arnJeren Seite hin werden sie zusammengezogen und gestatten dein Dorn 31, sich ebenfalls zttsamnlnzuziehen. Um hei der anhaltenden Drehung der Welle 3o nach der einen Richtung hin nicht etwa auch eine übermäßige Erweiterung de: Dornes 31 zu bewirken, sind auf den Sclieil,en 78 die Anschlagstifte 83 angeordnet. An (1(-n in Abb.3 am weitesten rechts gelegenen Ausdehnungskörpern 7 5 bis ; 7 können diese Anschlagstifte so verlegt sein, daß eine :1tisdehnung des Dornes an dieser Stelle entweder gar nicht oder nur in geringem Malle eintritt. An dein äußersten rechten Ende cles Dorne läuft näufich ein Streifen nicht auf, und es ist demnach auch die Ausdehnung des Dornes rin dieser Stelle nicht notwendig. Vrn den Dorre mit der Welle 3o hin und her ztr schieben, sitzt nach Abb. 3 am linken Ende ler Welle 3o eine Scheibe 88 zwischen den ini Dorn festgelegten geschlitzten Ringen 86 und 87.The design of the mandrel can be seen particularly in Figs. 3 and 6. The shaft 30 has a number of expansion devices 71 to ″ which serve to expand the slotted tubular mandrel 31. They each consist of a disk 78, according to FIG the arnie; 9 grip articulately into the shoes 8o rin and are constantly drawn in fier one direction by the springs gr. When turning the 3o to one side these shoes 8o are pushed outwards and thereby expand the Dorn 31. the Lathe after arnJeren side they are drawn together and allow your spine 31, also zttsamnlnzuziehen order after not about hei the continuing rotation of the shaft 3o a direction toward and excessive expansion de:. to cause the mandrel 31 , are on the Sclieil, s 78, the stop pins 83 located at (1 (-n in Fig.3 rightmost expansion bodies 7 up to 5;. 7, these stop pins can be positioned so that a e: 1tisdetension of the spine either does not occur at this point or occurs only slightly. At the far right end of the thorn a strip does not run up, and accordingly it is not necessary to expand the thorn in this place. Before pushing the mandrel back and forth with the shaft 3o, according to Fig. 3, at the left end of the shaft 3o there is a disk 88 between the slotted rings 86 and 87 fixed in the mandrel.

Die Zuführung des zu bearbeitenden Streifens ioo geht besonders aus Abb. 2 und hervor. Nach der letzteren erhebt sich voni Untergestell ein Pfosten 94, in welchem die Spindel 93 senkrecht verstellbar ist. Der Kopf der Spindel trägt schwingbar das Lager go für die Walzen 99, 99', 103, i03', io6, io6' und 107, 1o7', um dem Streifen ioo bei seinem Durchgang durch diese Zuführungsvorrichtung allmählich eine Formveränderung zu übermitteln, die seine Ränder zur Verbindung mit den Rändern der anstoßenden Windlungen geeignet machen.The feeding of the strip to be processed is shown particularly in Fig. 2 and. After the latter, a post 94 rises from the underframe, in which the spindle 93 is vertically adjustable. The head of the spindle swingably carries the bearing go for the rollers 99, 99 ', 103, i03', io6, io6 'and 107, 1o7', so that the strip ioo gradually changes its shape as it passes through this feed device Make edges suitable for connection with the edges of the abutting windings.

Die Andrückung der Ränder des Streifens an den Dorn und aneinander 1-na,- auf be- liebige Weise erfolgen. Nach Abb. i und q. trägt der Ständer i2o auf der Unterlage 121 an seinem oberen Ende ein Lager 123 für den Zapfen 134, der durch die Schrauben 135 festgestellt werden kann. In dem Kopfe 136 dieses Zapfens ruht nun in senkrechter Richtung gleitbar der Schlitten 137, der an seinem unteren Ende die Andrückrolle i4o besitzt. Dieser Schlitten kann durch die Schraube 141 festgestellt werden. Je nach der Einstellung des Schlittens 137 kann dieselbe Andrückvorrichtung für Dorne anderen Durchmessers benutzt werden. Zusätzliche Bearbeitungsvorrichtungen zur festeren Verbindung der Windungen aneinander und zur Glättung der Stöße sind in dem Ständer 142 (Abb. 1, q. und g) gelagert. Die Lager 143 in diesem Ständer haben Zapfen 144, die durch die Schrauben 164 festgehalten werden können, tun sie achsial mit Bezug auf die Achse der Welle 30 richtig anzuordnen. Sie können um ihre eigene Achse 18o° gedreht werden und werden dann durch die Schrauben 163 (Abb. 5) festgehalten. Die Köpfe 145 dieser Zapfen nehmen die Schlitten 146 und 147 auf, die ebenfalls einstellbar sind und an ihren Fußenden die Werkzeuge 1.I8 und 151 besitzen. Solche Werkzeuge können auch von der entgegengesetzten Seite her auf das halbfertige Röhrenstück einwirken.The pressing of the edges of the strip against the mandrel and against each other 1-na, - can be done in any way. According to fig. I and q. the stand i2o carries on the base 121 at its upper end a bearing 123 for the pin 134, which can be fixed by the screws 135. The carriage 137, which has the pressure roller 14o at its lower end, rests in the head 136 of this pin so that it can slide in the vertical direction. This slide can be fixed by the screw 141. Depending on the setting of the carriage 137, the same pressing device can be used for mandrels of different diameters. Additional processing devices for more firmly connecting the turns to one another and for smoothing the joints are stored in the stand 142 (Fig. 1, q. And g). The bearings 143 in this stand have pins 144 which can be held in place by the screws 164, doing so to properly position them axially with respect to the axis of the shaft 30 . They can be rotated about their own axis 180 ° and are then held in place by the screws 163 (Fig. 5). The heads 145 of these pins take the carriages 146 and 147, which are also adjustable and have the tools 1.I8 and 151 at their foot ends. Such tools can also act on the half-finished tube piece from the opposite side.

Die Arbeitsweise .der Maschine ist wohl ohne weiteres verständlich. Der zugeführte Streifen ioo wird um den Expansionsdorn 31 gelegt und nach Herstellung einer Windung durch die Expansion dieses Dornes festgehalten. Die Drehung der Welle 3o findet unter gleichzeitiger Verschiebung der Welle in Längsrichtung statt, da der Streifen ioo infolge seiner Schräglage mit Bezug auf die Längsrichtung der Welle eine Schubwirkung ausübt. Hat sich die 'Grelle 30 genügen1 weit nach links verschoben, so stößt der Kna gen 66 gegen den Hebel 64 und verschiebt die Kuppelhülse 52, so daß nunmehr die Drehung der Welle 30 in der entgegengesetzten Richtung eingeleitet wird. Diese Drehung hat gleichzeitig eine Zusammenziehung des Dornes zur Folge, -und infolge der Drehwendung der Welle 36 wird unter Vermittlung der Welle 56 die Zahnstange 32 nunmehr nach rechts geschoben, so daß der Dorn aus dem fertigen Rohrstück herausgezogen wird. Hat sich die Welle genügend weit nach rechts bewegt, so legt der Knaggen 65 den Hebel 64 nach der anderen Seite um, die Welle 30 wird dadurch wieder nach der anderen Richtung gedreht, der Dorn wird expandiert und der Streifen i oo aufgewunden.The way the machine works is easy to understand. The supplied strip 100 is placed around the expansion mandrel 31 and, after a winding has been made, is held in place by the expansion of this mandrel. The rotation of the shaft 3o takes place with simultaneous displacement of the shaft in the longitudinal direction, since the strip ioo exerts a thrust effect due to its inclined position with respect to the longitudinal direction of the shaft. If the 'Grelle 30 is sufficient1 has shifted far to the left, the knuckle 66 pushes against the lever 64 and moves the coupling sleeve 52 so that the rotation of the shaft 30 is now initiated in the opposite direction. This rotation simultaneously results in a contraction of the mandrel, and as a result of the turning of the shaft 36, the rack 32 is now pushed to the right through the intermediary of the shaft 56, so that the mandrel is pulled out of the finished pipe section. When the shaft has moved sufficiently far to the right, the lug 65 turns the lever 64 to the other side, the shaft 30 is thereby rotated again in the other direction, the mandrel is expanded and the strip is wound up.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Machine for the manufacture of pipes by helically winding a strip around a rotating, longitudinally displaceable mandrel carried by a shaft, characterized in that the mandrel (31) is connected to an axially displaceable shaft (30 ) is connected, which brings the coupling into effect during the winding of the strip and expands the longitudinally slotted mandrel, on the other hand, when the winding process is completed, it enables the contraction of the mandrel and its longitudinal displacement into the end bearing. by means of lugs (65, 66) a coupling (q.5, 52, 46) changes, by means of which the direction of rotation of a countershaft (36 =) is reversed, which in turn influences the direction of rotation of the shaft (3o) carrying the mandrel.

2. Machine according to claim i, characterized in that the shaft (3o) carrying the mandrel is coupled to a non-rotatable rack (32) which is in engagement with a Pinion (57) is, which during the winding rotation of the 'shaft (30) and thereby The rack (32) is rotated by the latter while it is being displaced the reverse rotation of the shaft (3o) and the countershaft (36) from the latter a gearbox (53, 55, 58, 6o) is driven to .den mandrel during the reverse rotation withdraw from the hose.