DE60027658T2

DE60027658T2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines ringförmig gewellten Metallrohres

Info

Publication number: DE60027658T2
Application number: DE60027658T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Brega; Vittorio Travini
Original assignee: Olimpia 80 SRL
Current assignee: Olimpia 80 SRL
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: ATE324950T1; ES2264412T3; DE60027658D1; EP1088605A3; EP1088605A2; IT1313765B1; ITMI992053A1; EP1088605B1; ITMI992053A0

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von Metallwellrohren.
Es gibt einen breiten Bedarf an Metallwellrohren auf dem Markt für Gasinstallationen, für Sanitärvorrichtungen und Heizungsanlagen oder auch für Schiffsanlagen, um die bisher verwendeten flexiblen Kunststoff- oder Gummirohre zu ersetzen, welche nicht mehr die Standards erfüllen oder in jedem Falle als nicht ausreichend zuverlässig gelten.
Ein großer Teil der Metallwellrohre auf dem Markt hat derzeit eine Spiralwellung, die kontinuierlich mittels Wellenbefestigungen erzielt wird, die ebenfalls eine Spiralform haben. Jedoch gibt es gegenwärtig einen größeren Bedarf an Metallrohren, insbesondere aus rostfreiem oder gehärtetem Stahl, die mit einer Wellung des Ringtyps oder des parallelen Rippentyps versehen sind, da herausgefunden wurde, dass sie eine größere Flexibilität haben und daher wünschenswerter sind.
Die Wellrohre mit paralleler Rippenwellung auf dem Markt werden derzeit im Allgemeinen mittels eines diskontinuierlichen Verfahrens, welches Formen an einer Presse verwendet, oder mittels eines wiederum diskontinuierlichen Hydroformverfahrens erzielt, welches die Einführung von Wasser in Abschnitten des Rohres vorsieht, wobei das Wasser unter Druck das Rohr gegen eine äußere Form drückt.
Die Herstellung mit einem diskontinuierlichen Verfahren ist notwendigerweise langsam und daher kostspielig.
Kontinuierliche Verfahren und Vorrichtungen zum Formen von ringförmigen Wellungen in Metallrohren mittels wenigstens eines Wellenwerkzeugs sind zum Beispiel aus den Dokumenten US-A-4 435 968, US-A-3 788 113 und US-A-3 572 074 bekannt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von Metallwellrohren mit parallelen Rippen zu vereinfachen und zu beschleunigen.
Ein anderes Ziel ist es, Metallwellrohre mit parallelen Rippen zu formen, die konstante Eigenschaften entlang ihrer gesamten Länge haben.
Ein weiteres Ziel ist es, eine Vorrichtung zur Fertigung von Metallwellrohren mit parallelen Rippen zu bilden, die vollautomatisch arbeiten kann.
Diese Ziele wurden mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 3 erreicht.
Mit anderen Worten wird gemäß dem neuen Verfahren ein Rohr, das gewellt werden soll (mit einer ersten Geschwindigkeit oder Eingangsgeschwindigkeit in eine Wellenanordnung hineingeführt und mit einer zweiten Geschwindigkeit oder Ausgangsgeschwindigkeit, die niedriger als die Eingangsgeschwindigkeit ist, aus der Wellenanordnung herausgezogen), der kombinierten Einwirkung von mindestens drei freien, versetzten Spiralwellenverzahnungen mit einem größeren Durchmesser als dem Rohr um die Achse des Rohres drehbar angetrieben unterzogen; wobei der Abstand des Gewindes der Wellenverzahnungen und die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres in Beziehung zueinander stehen.
Das neue Verfahren umfasst den weiteren Schritt des Justierens des Abstandes der Rotationsachse der Wellenverzahnungen von der Achse des Rohres.
Die Wellenvorrichtung weist mindestens drei Wellenbefestigungen auf, die ein inneres Wellengewinde mit einem größeren Innendurchmesser als der Durchmesser des Rohres aufweisen, an welchem sie arbeiten müssen, und die eine nach der anderen entlang der Laufachse des Rohres in Bezug auf die Achse versetzt und bevorzugt in der Stellung im rechten Winkel zu der Achse justierbar angeordnet sind. Sie weist ferner einen Dorn, der die Befestigungen aufnimmt und um eine Achse rotierbar ist, die mit der Achse des Rohres identisch ist, Mittel für die Rotation des Dorns um die Rohrachse, und Mittel zum Justieren des Abstands der Rotationsachsen der Befestigungen von der Dornachse auf. Sie weist dann eine vorgeschaltete Zugeinrichtung und eine nachgeschaltete Zugeinrichtung auf, um eine Eingangsrohrgeschwindigkeit und eine Ausgangsrohrgeschwindigkeit zu verursachen.
Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung machen es möglich, die Metallwellrohre mit parallelen Rippen in einem kontinuierlichen Prozess und mit im Wesentlichen konstanten Eigenschaften entlang der Länge des Rohres zu erzielen. Ferner ermöglichen sie, dass die Höhe der Wellungsrippe geregelt werden kann.
Eine Vorrichtung und das diesbezügliche Verfahren werden unten mit Bezug auf die beigefügten Figuren erläutert, in welchen:
1 ist eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung in einem reduzierten Maßstab;
2 ist eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung von oben;
3 zeigt die Wellenanordnung aus 1 in einer vergrößerten Teilschnittansicht in einer vertikalen Ebene entlang deren Achse betrachtet;
4 ist eine vertikale Axialschnittansicht eines Details der Anordnung in 3; die Darstellung ist in Bezug auf 3 vergrößert;
5 ist eine Vorderansicht der Anordnung von links in Bezug auf 3;
6 ist eine Teilschnittseitenansicht eines Teils des mit der Vorrichtung und dem Verfahren erzielten Wellrohres.
Die oben genannte Vorrichtung und das Verfahren fallen nur dadurch nicht in den Bereich der Erfindung, dass sie anstelle der beanspruchten drei Wellenbefestigungen zwei Wellenbefestigungsmittel vorsehen; eine bevorzugte Ausführungsform des Mittels zum Justieren des Abstandes der Rotationsachsen der Befestigungen von der Dornachse ist mit Bezug auf die beigefügte 4 offenbart.
Zuerst mit Bezug auf 1 weist eine Fertigungslinie für Wellrohre eine erste vorgeschaltete Antriebs- oder Zugeinrichtung, die mit 2 bezeichnet ist, eine zweite nachgeschaltete Antriebs- oder Zugeinrichtung, die mit 4 bezeichnet ist, und eine Wellenanordnung auf, die mit 10 bezeichnet ist. Die vorgeschaltete und nachgeschaltete Antriebseinrichtung 2, 4 sind von einer an sich bekannten Art und weisen im Allgemeinen zwei zusammenwirkende Bahnen 2a, 2b bzw. 4a, 4b aus Gummi oder ähnlichem Material auf; die einander zugewandeten Abschnitte der Bahnen der jeweiligen Einrichtung bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit, um ein Rohr in der Richtung des Pfeils F zu transportieren.
Ein glattes eingehendes Rohr T kommt im Allgemeinen von einer nicht gezeigten vorgeschalteten Formungsvorrichtung, welche zum Beispiel ein an sich bekannter Längsschweißer sein kann. Das glatte Rohr T wird zwischen den Bahnen 2a, 2b der Antriebseinrichtung 2 gegriffen und mit einer ersten Geschwindigkeit oder Eingangsgeschwindigkeit über eine Führungsbuchse 9 zu der Wellenanordnung 10 geführt.
Die Wellenanordnung wird nun besonders mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Ein fixierter ringförmiger Sitz 14, der zwei Kegellager 15 bzw. 16 aufnimmt, ist an einer Basis 12 montiert. Mit den Innenringen der Lager 15 und 16 ist einstückig eine Hülse 20 ausgebildet, welche daher um die Längsachse a rotierbar ist. Ein rohrförmiges Element 22, dessen Achse mit a identisch ist, ist in der Hülse 20 montiert. Das Element 22 wird mittels Lagern 23 an der Hülse 20 getragen und ist daher in der Rotation in Bezug auf die Hülse frei. Der Sitz 14 trägt einstückig einen als Ganzes mit 24 bezeichneten und unten weiter beschriebenen Dorn, welcher zwei Wellenvorrichtungen trägt, die mit 26 bzw. 28 bezeichnet sind. Die Wellenvorrichtungen werden von dem Dorn an jeweiligen Gleitflächen 30, 32 getragen, und genau sind die Vorrichtung 26 an der Gleitfläche 30 und die Vorrichtung 28 an der Gleitfläche 32 fixiert.
Die Vorrichtung 26 trägt eine Wellenbefestigung 34 mittels eines Lagers 36; die Wellenbefestigung weist eine innere spiralförmige Wellenfläche 37 auf, deren Achse b parallel und in einem Abstand in Bezug auf die Achse a ist.
Die Wellenvorrichtung 28 trägt eine Wellenbefestigung 38 mittels eines Lagers 40, und die Wellenbefestigung 38 ist gleich der 34, das heißt, sie weist eine spiralförmige innere Fläche 39 auf, und sie hat eine Längsachse c, die im Abstand von der Achse a und der Achse b angeordnet ist; insbesondere in diesem Falle ist sie koplanar mit den beiden Achsen und an der gegenüberliegenden Seite von a in Bezug auf b.
Jede Wellenbefestigung 34 und 38 ist daher um ihre eigene Achse a oder c freilaufend und um die Achse a rotierend angetrieben.
Der Dorn trägt ferner eine Führungsbuchse 42, die im Allgemeinen aus Bronze oder einem reibungsarmen Material hergestellt ist, um ein ausgehendes Wellrohr zu führen.
Die eigene Achse des glatten eingehenden Rohres T ist zu der Achse a ausgerichtet und mit dieser identisch.
Die Rotation um die Achse a wird von einem Motor 44 über eine Welle 46, eine Doppelriemenscheibe 48, Riemen 50 und eine weitere, mit der Hülse einstückige Riemenscheibe 52 an die Hülse 20, den Dorn 24 und die damit verbundenen Teile übertragen.
Die Gleitflächen 30, 32 sind vorzugsweise in der Position an dem Dorn 24 radial justierbar, das heißt, es ist möglich, den Abstand zwischen den Achsen b, c und der Achse a um einem bestimmten Betrag entsprechend dem Durchmesser des zu wellenden Rohres T zu justieren.
Eine Positionsjustiervorrichtung ist in 4 gezeigt und weist eine Hülse 54, die an dem einen Ende des rohrförmigen Elements 22 mittels einer Gewindekupplung 55 angebracht ist. Die Hülse 54 hat eine konische Feder 56, die in einer entsprechenden Rille 57 in der Gleitfläche 30 bzw. Rille 58 in der Gleitfläche 32 aufgenommen ist. Die Rillen 57 und 58 erstrecken sich nur über einen Bogen der konischen Fläche. Eine Rotation, die auf das Element 22 in irgendeiner Weise übertragen wird (zum Beispiel über Justiermittel 60 an dessen Ende in den Figuren rechts), bewirkt eine Verlängerung oder Zurückziehung der Hülse 54.
Eine Verlängerung (in 3 in Richtung nach links) der Hülse 54 reduziert den Abstand zwischen den Achsen b und c (welche in Bezug auf die Achse a symmetrisch bleiben); eine Bewegung der Hülse 54 in 3 in Richtung nach rechts vergrößert den Abstand zwischen den Achsen b und c (symmetrisch in Bezug auf die Achse a).
Nun wird der Betrieb der Vorrichtung beschrieben.
Die Befestigungen 34 und 38 (Achsen b und c) werden entsprechend dem Durchmesser des zu wellenden Rohres T justiert. Die Geschwindigkeiten der vorgeschalteten Zugeinrichtung und der nachgeschalteten Zugeinrichtung werden dann entsprechend dem Abstand der Spiralen der Befestigungen 34 und 38 im Allgemeinen auf einer versuchsweisen Basis justiert. Die Hülse und die damit verbundenen Teile werden dann von dem Motor 44 um die Achse a rotiert. Das glatte Rohr T wird kontinuierlich mit dem Ende in den Figuren links eingeführt, in der Richtung des Pfeils F vorgerückt, und tritt als ein Wellrohr TC aus. Die Spiralen der Wellenbefestigungen 34 und 38 verursachen eine Verformung der Seitenwand des Rohres um dieses ringsherum. Es ist ersichtlich, dass in der Praxis jede Befestigung eine Kraft schafft, die der Kraft entgegenwirkt, die von der anderen Befestigung ständig ausgeübt wird.
Die Wechselbeziehung zwischen der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres, der Rotationsgeschwindigkeit der Spiralen der Befestigungen und dem Abstand deren Spiralen verursacht die Wellung mit parallelen Rippen des Rohres TC. Der Abstand der parallelen Rippen des Rohres TC kann durch Erhöhung oder Verringerung der Geschwindigkeit der nachgeschalteten Zugeinrichtung 4 erhöht oder verringert werden.
Es wird angemerkt, dass, obwohl die Ausführungsform eine Vorrichtung zeigt, die mit zwei Wellenbefestigungen 34 und 38 ausgerüstet ist, dennoch drei oder mehrere Wellenbefestigungen an dem Dorn montiert werden können, der in Bezug auf die jeweiligen Achsen in einer gleichmäßigen weise um die Achse a herum versetzt angeordnet ist.
Es wird auch angemerkt, dass die beschriebene Vorrichtung es möglich macht, an Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern durch Verändern der Wellenvorrichtungen an den Gleitflächen 30, 32 zu arbeiten; in 4 sind die Bezugszeichen 31 die Achsen von Befestigungsmitteln zum Befestigen der Vorrichtung 26 an der Gleitfläche 30, und die Bezugszeichen 33 sind die Achsen von Befestigungsmitteln zum Befestigen der Wellenvorrichtung 28 an der Gleitfläche 32.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Metallwellrohrs (TC) mit parallelen Rippen, für welches eine erste Geschwindigkeit (oder Einlaufgeschwindigkeit) des Rohrs (T), das gewellt werden soll, und eine zweite Geschwindigkeit (oder Auslaufgeschwindigkeit) des Wellrohrs (TC), die niedriger als die Eingangsgeschwindigkeit ist, festgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrfläche den kontrastierenden Einwirkungen von mindestens drei Spiralprofilen – oder Arbeitsflächen – unterliegt, die in einem Dorn (24) angeordnet sind, welcher um die Achse (a) des Rohrs (T) drehangetrieben wird, aber um zugehörige Achsen, die verschieden gestaltet und in Bezug auf die Achse (a) des Rohrs (T) versetzt sind, antriebsfrei ist, und dass der Achsenabstand der Spiralprofile von der Rotationsachse (a) des Dorns (24) justiert wird über ein Justiermittel mit: – einer Gleitfläche für jedes Wellenbefestigungsorgan, wobei jede Gleitfläche eine schräge Rille aufweist; – einem Justierelement (54), das entlang der Rotationsachse (a) des Dorns (24) axial übertragbar ist und mit schrägen Federn (56) in Gleiteingriff mit den schrägen Rillen versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaufgeschwindigkeit des Wellrohrs (TC) justiert wird, um den Abstand der Wellen mit parallelen Rippen des hergestellten Rohrs (TC) anzupassen.
Vorrichtung zur Bandfertigung von Metallwellrohren (TC) mit parallelen Rippen, umfassend: – einen Dorn (24), der um eine Rotationsachse (a) rotierbar ist, wobei der Dorn (24) freie Wellenbefestigungen aufnimmt mit zugehörigen, verschiedenartigen Achsen parallel und abstandsgleich zu einer Rotationsachse (a) des Dorns (24), – Mittel für die Rotationsbewegung des Dorns (24) um die Rotationsachse (a) und – Antriebsmittel (2, 4), die dem Dorn (24) vor- und nachgeschaltet sind, um den Vorschub des Rohrs (T, TC) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfassen: – mindestens drei Wellenbefestigungen, welche jeweils mit einer inneren Spiralwellenfläche ausgerüstet sind, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des zu bearbeitenden Rohrs (T) ist, wobei jede Wellenbefestigung antriebsfrei um ihre eigene Achse befestigt ist, sowie – Mittel zum Justieren des Abstands der Achsen der Wellenbefestigungen von der Rotationsachse (a) des Dorns, wobei die Justiermittel umfassen: – eine Gleitfläche für jede Wellenbefestigung, wobei jede Gleitfläche eine schräge Rille aufweist; – ein Justierelement (54), das entlang der Rotationsachse (a) des Dorns (24) axial übertragbar ist und mit schrägen Federn (56) in Gleiteingriff mit den schrägen Rillen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (2, 4) für das Rohr (T, TC) eine vorgeschaltete Antriebs- oder Konzepteinrichtung (2) und eine nachgeschaltete Antriebs- oder Konzepteinrichtung (4) aufweisen, welche an die einzelnen Vorschubgeschwindigkeiten anpassbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenbefestigungen in angrenzenden Stellungen entlang einer Laufrichtung des Rohrs (T) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenbefestigungen auf dem Dorn (24) austauschbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein rohrförmiges Element (22) umfasst, das mit seiner Achse, die identisch mit oder parallel zur Achse (a) des Dorns (24) verläuft und in das Justierelement (54) eingreift, um dessen Vorschub zu verursachen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Wellenbefestigungen mit ihren Achsen in Bezug auf die Rotationsachse (a) des Dorns (24) versetzt angeordnet sind und winklig abstandsgleich um die Achse (a).
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Führungsbuchse (9) zur Führung des Rohrs (T) vor den Wellenbefestigungen und eine Führungsbuchse (42) zur Führung des Rohres (TC) nach den Wellenbefestigungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgeschaltete Führungsbuchse (42) mit dem Dorn (20) rotiert.