DE60025790T2

DE60025790T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines geschweissten gasdichten und flexiblen Rohrs

Info

Publication number: DE60025790T2
Application number: DE60025790T
Authority: DE
Inventors: Vittorio Travini; Livio Travini
Original assignee: Olimpia 80 SRL
Current assignee: Olimpia 80 SRL
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2020-11-23
Also published as: EP1112787A2; ATE316829T1; ITMI992753A0; ITMI992753A1; ES2258436T3; EP1112787A3; DE60025790D1; IT1314350B1; EP1112787B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Herstellung eines Rohrs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe z.B. US-A-3857159) und ein Verfahren unter Verwendung dieses Geräts.
In der Technik bekannt und weit verbreitet sind Wellrohre oder Rohre für die Emission von Abgasen, die aus einem vollständig geriffelten Band mit Riffelungen oder Wellungen mit einer Längsachse bestehen, wobei das Band spiralförmig gewickelt ist und kontaktierende Kanten von Bandabschnitten durch Falzen miteinander verbunden sind.
Obwohl dieser Rohrtyp bislang weit verbreitet war, ist es mit dem Inkrafttreten von restriktiveren Sicherheitsstandards nicht mehr möglich, solche Rohre zu verwenden, da sie nicht ausreichend gasdicht sind.
Die DE-A-26 45 946 offenbart Wellrohre, die durch Wickeln eines teilweise geriffelten Metallbandes in einer Spirale und durch Verbinden der Kanten von anliegenden Spiralschleifen miteinander realisiert werden; und ein Verfahren zur Herstellung der Wellrohre ist ferner offenbart.
Die EP-A-0 408 538 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus einer Metallfolie, die in eine Spirale um einen Formkern herum gewickelt ist, wobei die anliegenden Spiralschleifen miteinander verschweißt sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Wellrohre zu erzielen, die eine ausgezeichnete gasdichte Abdichtung haben, die aber dennoch mit einem wirtschaftlich günstigen Aufwand hergestellt werden können.
Diese Ziele wurden mit einem Verfahren nach Anspruch 7 und einem Gerät nach Anspruch 1 erreicht.
Das neue Rohr besteht aus einem Metallband mit einem zumindest teilweise geriffelten Profil, wobei das Band in eine Spirale mit überlappenden Kanten gewickelt ist, wobei die überlappenden Kanten verschweißt sind. Das Metallband hat bevorzugt ein Profil, das einen geriffelten Abschnitt mit Wellungen oder Riffelungen, deren Achse längs zu dem Band verläuft, und einen anliegenden flachen oder glatten Abschnitt aufweist, und das Rohr ist derart zusammengebaut, dass der geriffelte Abschnitt eines Stücks des Bandes in Bezug auf den glatten Abschnitt eines anliegenden Stücks des Bandes außen überlappt. Die überlappenden Abschnitte des Bandes sind durch ein an sich bekanntes Schweißverfahren miteinander verschweißt.
Das Gerät weist im Wesentlichen Zuführungselemente zum Zuführen eines zumindest teilweise geriffelten Metallbandes mit längs verlaufenden Riffelungen zu einer Spindel; eine Spindel, die um eine im Wesentlichen quer zu einer Zuführrichtung des Bandes verlaufenden Achse drehbar ist, um das Band in eine Spirale zu wickeln, und radiale Druckräder oder Rollen auf, die das Band an die Spindel drücken. Gerade stromabwärts von der Spindel schweißt eine Schweißvorrichtung die überlappenden Kanten des Spiralbandes.
Die Erfindung verwirklicht die oben genannten Ziele, insbesondere hat das Rohr eine gute Gasdichtheit und behindert nicht den Strom von Abgasen im Innern, obwohl es flexibel und stark ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird unten bloß als eine beispielhafte, nicht beschränkende Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in welchen:
1 zeigt eine Seitenansicht eines Rohrstücks, das gemäß der Erfindung hergestellt ist;
2 zeigt in Querschnittsansicht ein Band aus geriffelter Metallfolie, das zur Herstellung des Rohres verwendet wird;
2a ist eine Längsschnittansicht entlang des Rohres, die einen Teil einer Rohrwand in Bezug auf 1 vergrößert zeigt, um die Überlappung der Wicklungen der Metallfolie, aus welcher diese zusammengesetzt ist, besser zu zeigen:
3 ist eine Vorderansicht eines Geräts gemäß der Erfindung im Schnitt entlang der Ebene 3-3 in 5 im verkleinerten Maßstab;
4 ist eine Draufsicht in Bezug auf 3;
5 ist eine linke Seitenansicht des Geräts aus 3;
6 ist eine vergrößerte weggebrochene, teilweise Schnittansicht entlang der Ebene 6-6 in 3.
Mit Bezug auf die Figuren besteht ein in 1 gezeigter Rohr oder Schlauch T, der gemäß der Erfindung hergestellt ist, aus einem Metallfolienband, das in eine Spirale gewickelt ist. Das verwendete Metallfolienband ist in 2 besser zu sehen und ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Andeutungsweise werden Folien mit 0,08 bis 0,20 mm Dicke verwendet. Das Band weist einen Abschnitt 11 mit Längsriffelungen oder -wellungen 12, deren Achsen parallel zueinander und längs zu dem Band verlaufen, und einen im Wesentlichen flachen Abschnitt 13 auf. Das Band 10 ist um sich selbst in eine Spirale gewickelt, so dass der geriffelte Abschnitt 11 jedes Bandstücks außen an dem anliegenden flachen Bandabschnitt 13 angeordnet ist, wie in 2a zu sehen ist. Der Klarheit halber sind in 2a ein mit 10a bezeichnetes erstes Bandteil oder -stück, ein mit 10b bezeichnetes zweites Bandteil oder -stück und ein mit 10c bezeichnetes drittes Bandteil oder -stück gezeigt. Das Bandstück 10a weist einen flachen oder glatten Abschnitt 13a auf, an welchem ein geriffelter Abschnitt 11b des(r) Bandstücks oder -schleife 10b überlagert ist oder besser außen angeordnet ist; und ein flacher Abschnitt 13b des Schleifen- oder Bandstücks 10b wird von dem geriffelten Abschnitt 11c des Schleifen- oder Bandstücks 10c abgedeckt. Die überlappenden Kanten der Bandschleifen sind entlang einer Spirallinie, die als Punkte in 2a sichtbar ist, miteinander verschweißt. In der Figur sind zum Beispiel die Schleifen 10a und 10b an der Stelle 15ab miteinander verschweißt, und die Schleifen 10b, 10c sind an der Stelle 15bc miteinander verschweißt; auf diese Weise erhält das Rohr einige vorteilhafte Eigenschaften von Wellrohren, wie zum Beispiel Flexibilität, und hat noch eine ausgezeichnete gasdichte Abdichtung, und behindert mit der praktisch glatten Innenseite nicht die Ausströmung der Gase.
Ein Gerät gemäß der Erfindung wird mit Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben. Das Gerät, das als Ganzes mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, weist eine Abwickelspule 22, welche eine Wicklung 24 aus Metallfolienband 26, vorzugsweise eine Folie aus rostfreiem Stahl, trägt. Stromabwärts von der Spule weist das Gerät an einer Struktur 27 eine an sich bekannte Riffelungsvorrichtung auf, die als Ganzes mit 28 bezeichnet ist, welche hier nicht ausführlich beschrieben ist. Die Riffelungsvorrichtung ist derart, dass sie dem Band 26 eine Riffelung mit Wellungen verleiht, deren Achse längs zu dem Band verläuft, und zwar an mindestens einem Abschnitt der Breite des Bandes 26. Das gewellte oder geriffelte Metallband 30, das die Riffelungsvorrichtung verlässt, ist bevorzugt das Band 10 und bewegt sich in der Richtung des Pfeils FN und entsprechend der Achse b. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet ein Steuerungspaneel.
Eine Aufwickelspindel ist mit 32 bezeichnet und ist um eine Achse a im Wesentlichen senkrecht zu dem Blatt der Zeichnung in 3 herum drehbar.
Die Struktur 27 ist, wie in einer Draufsicht zu sehen ist, mit Zuführungselementen versehen, die angeordnet sind, um das Band 30 entsprechend der Achse b im Wesentlichen quer zu der Achse a, jedoch mit einer Neigung in Bezug auf eine Senkrechte zu der Achse a derart zuzuführen, dass die Spirale erzeugt wird. Im Allgemeinen ist ein Winkel α zwischen den Achsen a und b zwischen 90° und 115°, bevorzugt 100°. Darüber hinaus kann die Struktur 27 bevorzugt derart montiert sein, dass ihre Anordnung auf der horizontalen Ebene etwas verändert werden kann, um die Neigung der Achse b und den Winkel der Spirale zu variieren. Das Bezugszeichen 31 ist ein Getriebemotor, um die Variation zu bewirken.
Die Spindel 32 (6) ist als eine Einheit mit einer Spindellagerbuchse 34 montiert, die an Lagern 36 abgestützt ist, und der Außenring der Lager wird von einem Rahmen 38 des Geräts getragen. Eine Drehbewegung wird von einem Motor 40 im Wesentlichen über eine Abtriebswelle 42 des Motors, Riemenscheiben 44, Riemen 46 und eine Riemenscheibe 48, die eine Einheit mit der Spindellagerbuchse bildet, an die Buchse 34 abgegeben.
Radiale Press- oder Druckvorrichtungen 50 wirken mit der Spindel 32 zusammen, wobei die Druckvorrichtungen bevorzugt im gleichen Winkel voneinander um die Spindel herum in ortsfesten Positionen angeordnet sind und radial gegen die Spindel gedrückt werden. Jede Druckvorrichtung 50 weist im Wesentlichen ein Druckrad 52, das um eine Achse 53 lerläuft, wobei das Rad 52 ein vollständig oder teilweise geriffeltes Profil aufweist, das mit 54 bezeichnet ist. Das Zusammenwirken der Spindel 32 und der Räder 54 biegt das Band 10, wickelt es um sich selbst in eine Spirale und bewegt es in 3 gesehen nach links (Pfeil FT) in die Form eines Rohres mit einer Außenriffelung.
Gerade stromabwärts von der Spindel-Druckvorrichtung-Anordnung ist eine Schweißanordnung eingerichtet, die als Ganzes mit 60 bezeichnet ist. Die Schweißanordnung 60 weist einen Schweißkopf 62, bevorzugt einen an sich bekannten Hochfrequenz-Schweißkopf mit variabler Frequenz auf. Ein Kontrastmittel 64 ist abgestützt, um in das Rohr hinein zu ragen, wenn es sich bildet, und wird einstückig von einem rohrförmigen Arm 66 getragen, der an Lagern 68 innerhalb der Buchse 34 anliegt, so dass der Arm oder das Rohr 66 noch bei Drehung der Buchse gehalten wird. Innerhalb des Rohres 66 erstrecken sich Rohrleitungen 70 für Edelgas, wobei das Gas in den Schweißbereich oder sofort stromabwärts davon geführt wird, damit das Produkt weiß gehalten wird und nicht oxidiert.
Stromabwärts von der Schweißgruppe kann eine an sich bekannte Bürstenanordnung vorgesehen sein, um irgendwelche Oxide auszuschließen, die sich gebildet haben.
Das Verfahren wird nun mit Bezug auf die Figur beschrieben.
Ein Metallband, bevorzugt ein Band aus rostfreiem Stahl, wird von einer Spule abgespult und durch die Riffelungsvorrichtung hindurchgeführt, wo es im Allgemeinen an einem Abschnitt davon, im Allgemeinen die Hälfte seiner Breite geriffelt wird. Das teilweise geriffelte Metallband wird dann mittels der Spindel und des Druckmittels um die Spindel herum in eine Spirale um sich selbst derart gewickelt, dass es den geriffelten Abschnitt jeder Schleife oder den Bandring an dem flachen Abschnitt einer anliegenden Bandschleife überlagert. Eine Schweißung wird dann an den überlappenden Kanten durchgeführt; und die Schweißung befestigt im Allgemeinen eine äußerste Kante des geriffelten Abschnitts des Bandes einer nachlaufenden Schleife an einer dazwischenliegenden Kante des glatten Bandabschnitts einer vorlaufenden Schleife.

Claims

Ein Gerät (20) zur Herstellung eines Rohrs (T), das folgendes umfasst: – Zuführungselemente für die Zufuhr eines Metallfolienbands (26) zu einer Riffelungsvorrichtung (28), um dem Band (26) eine Vielzahl von Riffelungen (12) zu verleihen, deren Achse jeweils längs zu dem Band verläuft, und zwar an mindestens einem Abschnitt der Breite des Bands (26), gekennzeichnet durch folgendes: – drehende Wickelelemente, die Spindelelemente (32) umfassen, welche sich um eine Achse (a) drehen, die im wesentlichen quer zu einer Bandzufuhrrichtung verläuft, um das genannte teilweise geriffelte Band (10, 30) in einer Spirale aufzuwickeln, bei der die Kanten der Spirale sich teilweise überlappen, so dass die Riffelungen (12) einer Spiralschleife (10b, 10c ...) jeweils außen und völlig übereinander liegend auf dem flachen Abschnitt (13a, 13b ...) einer anliegenden Spiralschleife (10a, 10b ...) angeordnet sind, sowie durch – Schweißelemente (60), die einen Schweißkopf (62) und Kontrastmittel (64) innen im Rohr (T) umfassen, welches durch einen Arm (66) innen in der Spindel (32) getragen wird, aber unabhängig von deren Umdrehung sind, zum Verschweißen der flachen Abschnitte (13a, 13b...) jeder Spiralschleife (10a, 10b ...) mit einer Kante des geriffelten Abschnitts (11b, 11c ...) einer anliegenden Spiralschleife.
Ein Gerät (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein radiales Druckmittel (50) umfasst, das mit der Spindel (32) zusammenwirkt, und die Druckmittel (50) Umlenkräder (52) mit einem Profil umfassen, das mindestens teilweise wellenförmig oder rundum geriffelt ist.
Ein Gerät (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schweißkopf ein Hochfrequenzschweißkopf (62) mit variabler Frequenz ist.
Ein Gerät (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das es Rohrleitungen (70) zur Zufuhr von Edelgas in das Rohr (T) umfasst.
Ein Gerät (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des weiteren Riffelungselemente (28) stromaufwärts von den Wickelelementen umfasst, um ausgehend von einem flachen Band (26) ein mindestens teilweise geriffeltes Band (10, 30) mit Längsriffelungen (12) herzustellen.
Ein Gerät (20) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es stromaufwärts von den genannten Riffelungselementen (28) eine Abwickelspule (22) zum Abwickeln des flachen Bands (26) umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung eines gasdichten Rohrs (T) bei Verwendung des Geräts aus Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – die Zufuhr des Metallfolienbands; – die Herstellung einer Vielzahl von Riffelungen auf dem genannten Metallband, deren Achse bei mindestens einem Teil von dessen Breite jeweils längs zu dem Band verläuft; – die Wicklung des genannten Bands (10, 30) in eine Spirale, wobei die Kanten anliegender Spiralschleifen überlappen und die geriffelten Abschnitte (11b, 11c ...) einer Spiralschleife (10b, 10c ...) außen und völlig übereinander liegend auf dem flachen Abschnitt (13a, 13b ...) einer anliegenden Spiralschleife (10a, 10b ...) angeordnet sind; – Verschweißen des genannten flachen Abschnitts (13a, 13b ...) jeder Spiralschleife (10a, 10b ...) mit jeweils einer Kante des geriffelten Abschnitts (11b, 11c ...) einer anliegenden Spiralschleife entlang einer durchgehenden Spirallinie bei Verwendung eines Schweißkopfs (62) und von Kontrastmitteln (64) innen im Rohr (T).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es stromaufwärts von den genannten Schritten den Schritt der Erzielung, jeweils ausgehend von einem flachen Band (26), eines teilweise geriffelten Bands (10, 30) umfasst, wobei die Riffelungen (12) jeweils längs verlaufen und eine Teilfläche in der Breite des genannten teilweise geriffelten Bands (10, 30) abdecken.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem genannten Schweißen um Hochfrequenzschweißen mit variabler Frequenz handelt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es den Vorgang der Zufuhr von Edelgas in das Rohr umfasst, das während dem genannten Schweißschritt gebildet wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es stromabwärts von dem Schweißschritt jeweils einen Bürstschritt umfasst.