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Verfahren zur Herstellung von Rohren. Die Erfindung betrifft die Herstellung
von Röhren und rohrförmigen Gegenständen aus Blechen in der Weise, daß das der Länge
des herzustellenden Rohres entsprechende Blech in eine ununterbrochene Spirale gebogen
wird, die genügend lang ist, um mehrere rohrförmige Gegenstände zu bilden. Diese
Spirale wird in einer Maschine hergestellt, indem das eine Ende des Bleches auf
einem Dorn oder einer Walze befestigt und dann das Blech aufgewickelt wird. Der
Dorn wird dann aus (lern gewundenen Blech herausgezogen, und die Windungen der Spirale
werden in der Längsrichtung des herzustellenden Rohres durchschnitten, so daß sie
abgezogen je ein Rohrstück ergeben, das durch Vereinigung der zusammenstoßenden
Längsränder fertiggestellt wird. Die verschiedenen Windungen der Spirale können
einzeln abgetrennt und abgenommen werden. Es können aber auch mehrere oder alle
Windungen gleichzeitig durchgeschnitten und so mehrere Rohre von verschiedenem Durchmesser
gebildet werden.
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In den Zeichnungen bedeuten: Abb. i einen O_uerschnitt durch einen
Dorn mit spiralförmigem Umfang, auf welchem das Metallblech, das zu Röhren geformt
werden soll, spiralförmig aufgewickelt wird. Ein Teil des Bleches ist in gebrochenen
Linien dargestellt. Der Pfeil zeigt die Richtung an, in welcher der Dorn sich beim
Aufwickeln dreht, Abb. a einen Querschnitt des Dornes mit aufgewickeltern Blech.
In punktierten Linien ist ein Schneid,werkzeug dargestellt, durch
welches
das aufgewickelte Blech zerschnitten werden kann, um eine Anzahl gesonderter Windungen
oder gekrümmter Stücke zu erzeugen, deren Schnittränder behufs Bildung der Rohre
vereinigt werden.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt, der ein teilweise auf einen zusammenziehbar
en Dorn aufgewickeltes Blech zeigt. Der Dorn besitzt zwei Längsteile, die beweglich
sind und zusammengeklemmt werden, um die Welle und den Rand des Bleches zu fassen.
Eine Druckwalze dient dazu, eine geschlossene Windung auf dem Dorn zu erzeugen.
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Abb.4 zeigt in verkleinertem Maße, wie das Blech vor dem Aufwinden
mit einer Anzahl von parallelen Rillen oder Führungsmarken versehen wird, was ermöglicht,
die gekrümmten Blechstücke an den richtigen Stellen abzutrennen, so daß auch Röhren
von gleichem oder anderem vorher bestimmtem Durchmesser genau geformt werden können.
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Abb. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Blech mit den Rillen oder
Führungsmarken, das auf den Dorn so aufgewickelt ist, daß die Rillen oder Marken
nach außen liegen., Abb.6 ist ein in der Mitte gebrohener Längsschnitt durch das
auf den Dorn gewiklcelte Blech, wobei die äußere Windung durch eingeführte Keile
abgehoben ist, um das Abschneiden der äußeren Windung zu ermöglichen.
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Abb.7 ist ein Querschnitt, teilweise im Schnitt, durch ein auf den
Dorn aufgewickeltes Blech, dessen Windungen an der gleichen Stelle getrennt sind,
um gekrümmte Blechstücke von verschiedener Größe und daraus Röhren von teleskopartig
verschiedenem Durchmesser zu bilden.
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Abb. 8 ist ein abgebrochener Längsschnitt durch eine Anzahl solcher
Rohrabschnitte, die teleskopartig ineinanderpassen und an den Enden miteinander
fest verbunden sind, um ein sich verjüngendes Rohr zu bilden.
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-ebb. 9 ist eine Stirnansicht der Maschine zur Ausführung des Verfahrens,
in der einige Teile der Maschine mit Rücksicht auf deutliche Darstellung fortgelassen
sind.
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Abb. io ist eine Oberansicht der Maschine, in welcher die in Abb.
9 weggelassenen Teile dargestellt sind.
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Abb. i i ist ein Schnitt nach Linie A-A der Abb. io, der eine Schneidvorrichtung
zum Abtrennen der Blechstücke von dem aufgewickelten Blech darstellt.
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Abb. 12 zeigt teilweise im Schnitt eine Einzelansicht des schwingenden
Lagers, das den Dorn an einem Ende trägt. Eine Stützvorrichtung dient dazu, das
Lager in der aufrechten Stellung, wie gezeigt, zu halten.
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Der Umfang der Walze oder des Dornes 2 ist von spiralartiger Form
im Querschnitt, d. h. der radiale Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Dornes und
seinem Umfang vergrößert sich fortschreitend von seinem kleinsten bis zu seinem
größten Radius.
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Durch diese Spiralform des Dornes wird eine Schulter 3 zwischen dem
kleinsten und größten Radius. gebildet. Die Spiralform ist eine solche, daß die
Höhe des Anschlages gleich der Dicke des Metallbleches ist, aus dem die Röhren geformt
werden. Infolgedessen schließt der größere Radius des Dornes mit der äußeren - Fläche
des Bleches ab, wo das letztere seine erste Windung an dem kleinsten Radius des
Dornes beginnt. Jede Windung 6 nimmt somit eine Spiralform an, wobei die Bildung
von Furchen, flachen Stellen oder anderen Unregelmäßigkeiten in der Form von Windungen
vermieden ist. Aus diesem Grunde ist die spiralförmige Gestalt und Bauart des Dornes
wichtig, und es hat sich ergeben, daß mit einem gewöhnlichen zylindrischen Dorn
zufriedenstellende Ergebnisse kaum erhalten werden können infolge der Entstehung
von Beulen oder Unebenheiten im gewickelten Blech an der Stelle, wo es über das
innere oder Anfangsende des Bleches, das am Dorn befestigt ist, läuft.
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Der Dorn 2 ist mit einem Längsschlitz oder einer Nut 7 versehen, deren
Weite ungefähr der Dicke des Bleches 4 entspricht. Das Ende 8 des Bleches wird in
den Schlitz 7 eingeführt, wodurch das Blech auf dem Dorn während des Umwickelns
in seiner Stellung gehalten wird. Der eine Rand des oben offenen Schlitzes 7 wird
durch die bereits genannte Schulter 3 an dem größten Radius des Spiralumfanges des
Dornes gebildet, während der gegenüberliegende Rand des Schlitzes bei i2 abgerundet
ist, so daß er in den Umfang des Domes an der Stelle des kleinsten Radius übergeht.
Dadurch wird die Schärfe der vorläufigen Biegung des Bleches 4 .am Nutrande gemindert
und die Bildung von Unregelmäßigkeiten in den Windungen 6 verhindert.
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Zur Sicherung des dichten Anliegens der Blechwindungen am Dorn und
übereinander wird eine Druckwalze 13, wie in Abb. 3 angedeutet, angewendet, die
das Blech 4 während des Aufwickelns gegen den Dorn 2 pressen. Es ist Vorsorge zu
treffen, daß die Druckwalze selbsttätig von dem: Dorn zurückweicht, je länger dieser
sich dreht, aber zu gleicher Zeit einen genügenden Druck auf das Blech ausübt, um
das richtige Aufwinden zu sichern.
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Der Dorn kann zusammenziehbar, z. B. aus zwei oder mehr Längsteilen
16 gebildet sein, die mittlere Welle 17 (Abb. 3) umschließen und durch Bolzen 15
zusammengeschlossen werden, um die Welle 17 und das Blechende 8 zwischen sich festzuhalten,
wobei das Blechende
in eine Längsaussparung zwischen den Dornteilen
16 eingreift.
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Um die einzelnen Windungen zur Bildung der gekrümmten Rohrstücke voneinander
zu trennen, wird das aufgewundene Blech mittels einer Schneidvorrichtung, z. B.
eines Schneidrades 21 mit Kante 22 oder eines Fräsers oder eines elektrischen Schneidbrenners,
der Länge nach durchschnitten, so daß einzelne vollständige Windungen entstehen,
deren Ränder 18 (Abb. 7) danach miteinander vereinigt werden.
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Wenn man eine Reihe von Röhren gleichen Durchmessers aus derselben
Spirale herzustellen wünscht, werden. vorher parallele Rillen 27 (Abb. .l und 5)
in das flache Blech .4 in den gewünschten Abständen eingedrückt. Diese Rillen erstrecken
sich quer über das Blech in der Längsrichtung der herzustellenden Röhren und können
z. B. mit einem Schneidwerkzeug oder einer Rolle 28 mit zugespitzten Schneidrändern
hergestellt werden. Wenn eine Windung oder Lage 6 von der Blechspirale abgetrennt
werden soll, ist es nur nötig, ein Schneidwerkzeug 21 (Abb. 2) längs der Rille oder
Markierungslinie über die Außenfläche des aufgewickelten Bleches zu ziehen, so daß
man für das herzustellende Rohr den genau bestimmten Durchmesser erhält.
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Um eine Verletzung der Barunterliegenden Windungen während des Abtrennvorganges
besonders bei Anwendung eines Sauerstoffacetylen- oder elektrischen Schweißbrenners
zu verhindern, kann die äußere Lage von den Barunterliegenden nächsten Lagen durch
Keile 26 etwas abgehoben werden. Diese Keile werden an den beiden Stirnseiten der
Spirale, wie Abb. 6 zeigt, zwischen die Windungen eingetrieben.
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Anstatt die Windungen an verschiedenen Stellen der Spirale zu trennen,
wie mit Bezug auf die Abb. 5 und 6 beschrieben ist, können sie auch an der gleichen
Stelle und gleichzeitig durchschnitten werden, so daß eine '1-lehrzahl von gekrümmten
Rohrstücken von verschiedenem Durchmesser entstehen. Diese Rohrstücke können Röhren
von fortschreitend abnehmenden Durchmessern bilden, indem die Stücke an ihren Kanten
18 und mit ihren Enden 34 ineinandergepaßt miteinander genau verbunden werden, wie
in Abb. 8 gezeigt ist. So können sich verjüngende Röhren schnell und billig hergestellt
werden, die vorteilhaft für Straßenbahn- oder Telegraphenmasten oder andere Zwecke
zu benutzen sind.
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Die Abb. 9 bis 12 zeigen eine Maschine zur Ausführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung. Der Dorn 2 mit dem spiralförmigen Ljnlfang ist an (lern einen
Ende durch Bolzen 35 an einer drehbaren Scheibe 36 befestigt und wird am anderen
Ende von einem Lager 27 getragen. Die Kraftübertragung zur Drehung des Dornes geschieht
durch Festscheiben für Vorwärts- und Rückwärtsgang mit dazwischenliegender Losscheibe
38, 39, q.o auf einer Hauptantriebswelle 41, die in Lagern42 auf der Grundplatte43
ruht. Durch Übersetzungsräder .4 und 46 wird die Kraft von der Hauptantriebswelle
41 auf eine Welle -.7 übertragen, welche die Scheibe 36 trägt, so daß der Dorn 2
mit einer für den Arbeitsvorgang geeigneten Geschwindigkeit gedreht wird. Während
des Aufwindens des Bleches wird der Dorn in der Pfeilrichtung nach Abb. 9 gedreht.
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Das Lager 37 trägt seitwärts hervorragende wagerechte Zapfen 48, welche
in Haltern 49 ruhen, so daß das Lager 37 nach abwärts geschwungen werden kann, wie
in Abb. 12 in punktierten Linien gezeigt ist, um das gewickelte Blech vom Dorn abziehen
zu können. Um den Dorn von seinem Lager zu lösen und das letztere, wie eben gesagt,
abwärts schwingen zu können, wird eine lose Lagerschale 51, welche icn normalen
Zustande den oberen Teil des abgesetzten Zapfens 5o des Dornes umfaßt, durch Drehung
einer Druckscheibe 52 gelöst. Das schwingbare Lager wird in seiner aufrechten Stellung
über den Zapfen 48 durch eine einknickbare Gelenkstange 53 gehalten, welche gegen
einen Anschlag am Lager 37 drückt und zusamcnengeknickt werden kann.
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Die vorgenannte Druckwalze 13, welche bewirkt, daß die Blechplatte
.a. glatt auf den Dorn gewunden wird, wird von einem Rahmen 54. getragen, welcher
ein Verbiegen oder Verziehen der Walze verhindert und sie dicht gegen das Werkstück
beim Aufwickeln auf den Dorn drückt.
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Zu diesem Zweck hat der Rahmen schnabelartige Vorsprünge 56, welche
die Walze 13 teilweise umfassen und in einer Linie ausgerichtete Lager bilden, in
welchen sich die Walze frei drehen kann. Wegen der Spiralform des Dornes ist es
wünschenswert, daß die Druckwalze 13 von ihm während des Rufwickelns des Bleches
etwas zurückweichen kann. Aus diesem Grunde ist der Walzentragrallmen mit Öffnungen
oder Augen 57 versehen, durch welche der exzentrische Teil 58 einer Welle 59 hindurchtritt,
die sich in Lagern 61 dreht.
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Die exzentrische Welle 59 kann in der gewünschten Richtung und mit
der geeigneten langsamen Geschwindigkeit durch übertragungsmittel von der Welle
47 aus angetrieben werden. Ein solches Übersetzungsgetriebe für Verminderung der
Geschwindigkeit kann aus einer Kette oder einem endlosen Bande
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und Zahnrädern 63. 64 bestehen, von denen das letztere auf der exzentrischen Welle
59 sitzt. Durch diese Einrichtung wird die Druckwalze gezwungen, selbsttätig und
allmählich von dem Spiraldorn zurückzuweichen, in dem Maße, als dieser umläuft.
Jede vollständige Drehung des Dornes zwingt die Walze auf eine der Dicke des Bleches
oder der Platte entsprechende Strecke zurückzutreten. Um die Druckwalze in die Anfangsstellung
nach dem Abziehen des gewickelten Bleches von dem Dorn zurückzubringen, kann die
exzentrische Welle 59 in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, und zwar
durch ein auf ihr sitzendes Schneckenrad 66, das durch eine Schnecke 67 auf einer
Spindel 68 mittels eines Handrades 69 gedreht wird.
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Der Druckwalzenrahmen 54 ist mit nach hinten vorspringenden Teilen
71 versehen; die geneigte untere Flächen 72 besitzen, welche frei auf senkrecht
einstellbaren Stützen 73 ruhen und über diese bei der Bewegung des Rahmens gleiten.
Diese Stützen können durch ein von Hand bewegtes Schneckengetriebe 75 gehoben und
gesenkt werden, so daß außer durch die Lagerung des Schwingrahmens 54 auf der exzentrischen
Welle 59 die Druckwalze 13 in bezug auf den Dorn 2 genau eingestellt werden kann.
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Um ein Verbiegen oder Verziehen des Spiraldornes während des ersten
Angriffes der Druckrolle gegen das Blech zu verhindern, drückt ein auf einem Zapfen
sitzender Arm oder eine Stütze 76 gegen den Dorn ungefähr in seiner Mitte und auf
der der Druckwalze entgegengesetzten Seite.
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Die vordere Berührungsfläche 77 der Stütze ist von oben nach unten
gekrümmt. Der Grad der Krümmung und der Drehpunkt der Stütze ist so zu dem spiralförmigen
Umfang des Dornes gewählt, daß dieser bei seiner Drehung die Stütze 76 durch Reibung
hebt. Wenn die Stütze so frei über den Dorn gehoben ist, bewirkt ein Gewicht 75
an der Stütze hinter seinem Drehpunkt 8 r ein weiteres Anheben derselben bis in
die punktierte Lage der Abb. 9, so daß sie bei der weiteren Drehung des Dornes mit
dem aufgewickelten Blech nicht stört. Ein Anschlag 78 begrenzt die Schwingbewegung
der Stütze 76.
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Das hintere Ende 79 der Stütze 76 ist gegabelt, um den Zapfen 81 zu
umfassen, der durch den Lagerkörper 82 hindurchtritt. Letzterer ist in einem Schlitten
eines Tragkörpers 83 gleitbar, der auf einem Konsol 84. an der Grundplatte 43 ruht.
Durch eine Stellschraube 86 kann der Gleitkopf 82 gegen oder von dem Dorn 2 entsprechend
dessen Durchmesser eingestellt werden, so daß die gekrümmte Fläche 77 der Stütze
76 mit dem Dorn beim Beginn des Aufwickelns in richtige Berührung kommt. Das Schneidwerkzeug
oder die Schneidrolle mit den spitzen Schneidrändern, durch welche die Windungen
von dem aufgewickelten Blech abgetrennt werden, ist am Ende eines Werkzeughalters
87 befestigt (Abb. io und II), der auf einem seitlich verstellbaren Schlitten 88
angebracht ist. Letzterer wird von einem längsbeweglichen Wagen oder Sattel 89 getragen.
Durch eine vom Handrad 9o einstellbare Schraube mit Mutter kann der Schlitten 88
seitlich zu dem Wagen 89 verschoben werden, so daß der Fräser 81 gegen das aufgewickelte
Blech bewegt oder von ihm zurückgezogen werden kann. Der bewegte Wagen 89 wird durch
eine Führung 9r geleitet, welche auf einer Seite des Dornes z in dessen Längsrichtung
liegt. Die Bewegung des Wagens geschieht durch eine Zahnstange 92, die an dem Wagen
befestigt ist und mit einem Zahnritzel93 in Eingriff steht. Dieses Ritzel sitzt
auf einer Welle 9q., die in Lagern 95 ruht und eine Vorwärts-, Los- und Rückwärtsscheibe
96, 97 und 98 trägt, durch welche die gewünschte Bewegung auf den Wagen 89 übertragen
wird.