DE601064C - Verfahren und Vorrichtungen zum Einwalzen von Rohren - Google Patents

Description

Das Einwalzen von Rohren in Wandungen, insbesondere von Kesselrohren in Kesselmäntel u. dgl., ist bisher immer mit einer einzigen Rohrwalze und in einem durchlaufenden Arbeitsgang vorgenommen worden. Man hat sich dabei auf die Zuverlässigkeit des Arbeiters verlassen müssen, der nach dem Arbeitsaufwand oder nach dem Walzwiderstand feststellte, ob das Rohr genügend fest eingewalzt war. Man hat aber auch schon selbstauslösende Walzen benutzt, bei denen der Antrieb der Walze von der eigentlichen Walze abgekuppelt wurde, wenn der Walzwiderstand ein bestimmtes Maß überschritt. Man ging dabei von der Ansicht aus, daß dieser Walzwiderstand ein genügend genaues Maß für die Güte des Anwalzens sei. Demgegenüber besteht die Erfindung darin, statt des einen Walzwerkzeuges" und des einen Arbeitsganges zwei ganz verschiedene Walzwerkzeuge und zwei entsprechend verschiedene und getrennte Arbeitsgänge zu benutzen. Dabei geht die Erfindung' von der grundlegenden Erkenntnis aus, daß bei dem Anwalzen eines Rohres in einem Arbeitsgang der Walzwiderstand von ganz verschiedenen Faktoren abhängig ist.

Zunächst sind die einzuwalzenden Rohre weder in der Wandstärke noch im Durchmesser genau gleich. Beide Abmessungen schwanken innerhalb bestimmter Grenzen. Ferner sind auch die Bohrlöcher, in welche die Rohre eingewalzt werden, nie absolut gleich. Auch ihr- Durchmesser schwankt innerhalb bestimmter Grenzen, die sich aus der Güte der Werkzeuge und der Zähigkeit und Härte des Wandungsmaterials, in welches diese Löcher gebohrt werden, ergeben.

Da es sich bis zum Anliegen der Rohrwandung nur um ein Aufdehnen der Rohrwandung handelt, so ist der Widerstand gegen diese Dehnung bei den Rohren gleicher Lieferung, wie sie bei Kesseln z. B. benutzt werden, auch innerhalb ziemlich enger Grenzen ein gleichmäßiger. Dieser Widerstand geht aber sprunghaft stark in die Höhe, sobald das Rohr fest an der Lochwandung anliegt. Demzufolge wird für den ersten Arbeitsgang eine Rohrwalze verwendet, bei welcher die Antriebskraft der Walze durch eine Torsionsfeder und nicht, wie bisher üblich, durch eine Druckfeder auf den Walzenhalter übertragen wird und bei welcher durch die Verdrehung der Torsionsfeder bei Überschreitung einesi gewissen Walzwiderstandes, der beim Anliegen des Rohres an der Lochwandung auftritt, die Walze selbsttätig entkuppelt wird. Das Rohr wird also bei Benutzung dieser Walze nur so lange aufgeweitet, bis es fest in, der Rohrwand sitzt, es wird aber nicht festgewalzt.

Nun beginnt der zweite Arbeitsgang, das eigentliche Festwalzen, d. h. das Anpressen des Baustoffes des Rohres gegen die Bohrlochwandung, so daß eine dichte Vereinigung von Rohr und Kesselwand erzielt wird. Dieses Aufweiten soll aber, wie bekannt, nicht nach dem Walzwiderstande bemessen werden,

sondern es wird beim Festwalzen von vornherein für jede Rohrart gemäß ihrem Baustoff und ihren Abmessungen zahlenmäßig festgelegt. Diese so festgelegte Aufweitung des Rohres wird an dem zweiten Walzwerkzeug eingestellt, und es wird dann so lange gewalzt, bis die vorgesehene Ausweitung erreicht, ist und die Walze dann leer läuft.

Dabei besteht der große Vorteil, daß man ίο von allen Toleranzen, die durch die Herstellung der Rohre und der Bohrlöcher bedingt sind, vollständig frei ist. Selbst das ungünstigste Zusammenfallen solcher Toleranzen kann das Endergebnis der Einwalzungen nicht ändern. Die Haftung der Rohre in der Wandung wird stets die vorgeschriebene Größe haben.

In der Zeichnung sind die beiden Walzvorrichtungen, die bei dem Verfahren nach der Erfindung angewendet werden, dargestellt. Abb. ι bis 3 zeigen die Vorrichtung zum Anwalzen des Rohres. Abb. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Rohrwalzenantrieb und die Rohrwalze. Abb. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-A der Abb. i. Abb. 3 zeigt eine Ansicht der Antriebsvorrichtung.

Abb. 4 bis 6 zeigen die Rohrwalze zum Festwalzen des Rohres. Abb. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Walze. Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A und Abb. 6 einen Schnitt nach der Linie B-B der Abb. 4.

Die Vorrichtung zum Anwalzen des Rohres nach den Abb. 1 bis 3 besteht aus der Antriebsvorrichtung ι und der eigentlichen Rohrwalze 2. Die Antriebsvorrichtung I wird von dem Antriebsteil 3 aus in bekannter Weise angetrieben. Zwischen dem Antriebsteil 3 und der Fassung 4 für die Rohrwalze ist eine Torsionsfeder 5 eingeschaltet, die an einem Ende 6 mit dem Antriebsteil 3 gekuppelt ist, während das andere Ende 7 mit einer Hülse 8 verbunden ist. Diese Hülse 8 trägt einen Anschlag 9, der sich gegen einen Anschlag 10 der Fassung für die Rohrwalze legt. Der Anschlag 9 ist an einen Hebel 11 angelenkt, der um einen Zapfen 12 drehbar ist. Dieser Hebel 11 wird durch eine Feder 13 nach außen gedruckt, so daß er bestrebt ist, den Anschlag 9 nach außen zu drücken und ihn dadurch außer Eingriff mit dem Anschlag 10 zu bringen. Daran wird er gehindert durch einen Schieber 14, der an einer Hülse 15 befestigt ist, die ihrerseits auf dem Antriebsteil 3 drehbar und durch eine Schraube 16 feststellbar angeordnet ist. Durch Drehung dieser Hülse 15 kann der Schieber 14 so eingestellt werden, daß er bei einer gewissen Torsioni der Feder 5 den Anschlag 9 vollkommen freigibt, so daß dieser mittels des Hebels 11 durch die Feder 13 nach außen gedruckt wird und damit den Anschlag 10 der Hülse 4 für die Spindel 17 der Rohrwalze 2 freigibt. Die Rohrwalze ist damit von dem Antrieb losgekuppelt und bleibt stehen. Durch einen Zeiger 30, der an dem Antriebsteil 3 befestigt ist und über einer Skala 31 auf der Hülse 15 spielt, kann man den gewünschten Grad der Torsion der Feder 5 durch Verdrehen und Feststellen der Hülse 15 und damit die gewünschte Haftpressung des Rohres in der Einwalzstelle beim Anwalzen einstellen.

Wichtig für den Apparat ist die Benutzung einer Torsionsfeder, da nur eine solche ein genügend genaues Einstellen des Walzdruckes ermöglicht; wichtig ist ferner die Anordnung der; Anschläge 9 und 10 mit dem Schieber 14, weil dadurch das Ausschalten des Eingriffs von der Beschaffenheit der unter hohem Druck aufeinandergleitenden gezahnten oder gewellten Flächen, wie sie bei selbsttätig ausschaltenden Rohrwalzen üblich waren, unabhängig gemacht wird. In dem Augenblick, in dem die Hülse 14 den Anschlag 9 freigibt, wird derselbe durch die Feder 13 nach außen geschnellt und damit der Eingriff gelöst. Der Druck des Anschlags 9 gegen den Schieber 14 ist nur gering, da er lediglich von der Feder 13 herrührt und von der Pressung zwischen den Anschlägen 9 und 10 unabhängig ist. Dadurch wird die größtmögliche Sicherheit für ein stets gleichmäßiges Arbeiten der Ausschaltvorrichtung gegeben. Ferner kann sich der Antrieb nicht wieder mit der Rohrwalze selbsttätig kuppeln, da der nach außen geschobene Anschlag 9 ein Zurückschnappen der Hülse 14 verhindert. Es kann also nicht der Fall eintreten, daß, wie bei den bekannten mit wellenförmigen oder gezahnten Kupplungsflächen versehenen Rohrwalzen das der Fall ist, die Kupplung um einige Zahne, weiterspringt und dann wieder haftet und noch weitergewalzt wird.

Die Rückführung des Anschlags 9 wird durch den Ansatz 18 des Hebels 11 bewirkt, indem man auf diesen drückt und dadurch den Anschlag 9 wieder nach innen führt, worauf man den Schieber 14 durch Drehen der Hülse 15 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückführt.

Die Rohrwalze selbst ist die gewöhnliche Rohrwalze, welche aus einem Hauptkörper 2 und einer Gewindespindel 17 besteht, die sich beim Walzen langsam nach unten vorschiebt.

Wie schon in der Einleitung auseinandergesetzt wurde, steigt der Walzdruck im Augenblick des Anhaftens des Rohres an der Lochwand sprunghaft an, so daß geringe Unterschiede in dem Walzwiderstand belanglos sind. Das Ausschalten der Anwalzvor-

richtung tritt stets ein, sobald das Rohr richtig an der Lochwandung anliegt.

Nunmehr muß das Rohr festgewalzt werden, es muß also eine bestimmte Haftung des Rohres an der Lochwand eintreten. Die Erfahrung hat gelehrt, daß bei bestimmtem Material, Rohrdurchmesser und Wandstärke des Rohres eine bestimmte Aufweitung die günstigste ist, diese Erfahrungszahlen liegen

ίο fest, so daß man für jeden vorkommenden Fall die jetzt noch notwendige zusätzliche Aufweitung des Rohres von vornherein festlegen kann.

Die in Abb. 4 bis 6 dargestellte Rohrwalze, die Fertigwalze genannt werden soll, besteht aus einem mit Gewinde versehenen durchlaufenden Walzendorn 19, dessen Gewinde 20 durch zwei der Länge nach durchlaufende Aussparungen 21 wie ein Bajonettverschluß ausgebildet ist. Auf diesem Gewindeteil ist eine Hülse 22, deren Gewinde ebenfalls durch zwei Aussparungen als der äußere Teil des Bajonettverschlusses ausgebildet ist, verschiebbar angeordnet. Wird die Fertigwalze benutzt, so wird sie in die auszuwalzende Rohröffnung eingesteckt, und der Dorn 19 wird von Hand nach unten verschoben, bis die Walzen 23 fest an der inneren Rohrwand anliegen. Nunwird die Hülse 22, welche vorläufig außer Eingriff mit dem Gewinde 20 des Dornes 19 ist, nach oben gezogen, bis ihr Bund 24 an die äußere Hülse 25 anstößt, wie das bei I gezeigt ist. Jetzt wird durch eine Vierteldrehung der Hülse 22 diese durch das Gewinde mit dem Dorn 19 gekuppelt (Abb. 5), und das Walzen kann beginnen.

Da die Rohrwalze eine selbstziehende ist, zieht sich der Dorn während des Walzens stetig nach unten, und es wird auch die Hülse 22 mit dem Dorn wieder nach unten gezogen, bis ihr unterer Bund 24 an einen festen Ring 26 anstößt. Der Weg, den der Dorn aus der Stellung I bis in die in Abb. 4 gezeigte Schlußstellung II zurücklegt, gibt also das Maß an für die Aufweitung des Rohres. Wenn der Bund 24 auf dem Ring 26 aufliegt, kann der Dorn 19 nicht mehr weiter nach unten gezogen werden, die Walzen 23 werden also nicht weiter nach außen gedruckt, und es erfolgt das Auswalzen in dieser Endstellung. Der Weg, den der Walzdorn von I-II zurücklegt, ist bei den verschiedenen Rohrdurchmessern usw. verschieden. Um die Walze aber für einen großen Verstellungsbereich dieses Weges benutzen zu können, ist die Einrichtung so· getroffen, daß die Hülse 25 auf einer' zweiten Hülse 27 in der Längsrichtung verschiebbar ist, was am einfachsten durch eine. Schraubenverbindung erreicht wird. Man kann also die Hülse 25 je nach dem gewünschten Walzweg des Dornes 19 verschieden hoch einstellen, so daß damit der Weg I-II die gewünschte Länge erhält. Dabei ist die Hülse 27 mit dem Anschlagring gekuppelt.

Nach dem Auswalzen wird wieder durch eine Vierteldrehung die Hülse 22 von dem Dorn 19 losgekuppelt und nach oben; gezogen, so daß die Walzen 23 vollständig frei werden und die Rohrwalze bequem herausgezogen werden kann.

Am unteren Ende dieser Walze sowohl wie der vorbeschriebenen Vorwalze ist eine lose Hülse 28 angebracht, die sich mit ihrem unteren Rand auf die Platte stützt, in welche das Rohr eingewalzt wird, so daß der über die Walzplatte herausstehende Rand des Rohres in dem Zwischenraum 28 Platz hat und in keiner Weise den Walzvorgang hindert.

Claims (6)

80 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einwalzen von Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwalzen und Fertigwalzen des Rohres in zwei verschiedene Arbeitsgänge mit verschiedenen Walzvorrichtungen unterteilt ist, wobei für das Anwalzen des Rohres eine selbstauslösende, auf einen bestimmten Walzwiderstand einstellbare Vorwalze und für das Fertigwalzen eine selbstziehende, auf eine bestimmte Aufweitung einstellbare Fertigwalze benutzt wird.

2. Antrieb für eine Vorwalze zum Anwalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Vorwalze aus drei durch eine Torsionsfeder und durch Anschläge miteinander gekuppelten Teilen (3, 8 und, 4) besteht, derart, daß der Anschlag (9), welcher die Hülse (8) mittels des Anschlages (10) mit der Fassung (4) kuppelt, an einem federbelasteten einarmigen Hebel (i'i) befestigt ist und durch ihn nach außen gegen einen Schieber (14) gedrückt wird, der ihn bei einer bestimmten Torsion der mit ihm gekuppelten Feder (5)' freigibt, so daß die Anschläge (9) und (10) außer Eingriff kommen und dadurch dia Fassung (4) und damit die Rohrwalze stillgesetzt wird.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Schiebers (14) und damit die gewünschte Torsion der Feder (5) durch einen Zeiger (30) eingestellt wird, der auf dem Antriebsteil (3) befestigt ist und über eine Skala (31) auf der den Schieber (14) tragenden Hülse (15) spielt. 12a

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der einarmige, um den Stift (12) drehbare Hebelarm (11) an seinem äußeren Ende durch eine Feder (13) nach außen gedrückt wird und mit einem Ansatz (18) versehen ist.

5. Fertigwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (19) des Walzdornes mit einem Gewinde (20) versehen ist, welches zwei viertelkreisförmige Aussparungen (21) in der Längsrichtung des Schaftes trägt, und die Einstellhülse (22) entsprechend mit Gewinde und viertelkreisförmigen Aussparungen versehen ist, so daß die Hülse frei in der Längsrichtung des Dornes verschoben und durch eine Viertelkreisdrehung mit diesem gekuppelt werden kann.

6. Fertigwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) an ihrem unteren Ende mit einem Ansatz (24) versehen ist, der bei ihrer Längsverschiebung gegen den oberen Rand der Hülse (25) anschlägt, welche mittels eines Gewindes auf der Hülse (27) derart aufgeschraubt ist, daß· durch ihre Drehung die Größe der Längsverschiebung der Hülse (22) mit dem Schaft (19) eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen