DE69306851T2 - Vorrichtung zur Formung von schraubenförmigen Rippen an der Aussenfläche eines Rohres - Google Patents

Description

• Die Vorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, betrifft die Herstellung von Rohren mit Rippen für Wärmeaustauscher zwischen zwei flüssigen oder gasförmigen oder auch zum Teil flüssigen und zum Teil gasformigen Strömungsmitteln oder Strömungsmittelmischungen, von denen das bzw. die eine auf der Innenseite des Rohres und das bzw. die andere auf der Außenseite umläuft.
• Man kennt verschiedene Vorrichtungen, die es durch Verformung mittels Rollwerkzeugen gestatten, wendelförmige Rippen auf der Außenwand derartiger Rohre herzustellen, um ihre Eignung für die Wärmeübertragung zu erhöhen.
• Derartige Rippen können dadurch erreicht werden, daß man beispielsweise zwei Rollwerkzeuge, die beiderseits dieses Rohres angeordnet sind, längs einer wendelförmigen Bewegungsbahn auf der Außenoberfläche eines Rohres abrollen läßt. Jedes dieser Rollwerkzeuge weist mehrere Umlaufscheiben auf, die auf ein und derselben Achse angebracht sind. Die Ränder dieser Scheiben dringen fortlaufend in die Wand des Rohres ein, indem sie dessen Metall in die Abstände, die sie trennen, drücken, so daß sie somit mindestens eine wendelförmige Rippe bilden.
• Man verleiht den Rollwerkzeugen den Vorlaufwinkel, der erforderlich ist, um die relative Bewegung des Rohres in Bezug auf die Rollwerkzeuge zu erreichen, die die Bildung der wendelförmigen Rippen nach sich zieht.
• Die Entwicklung der Benutzung von Rohren für Wärmeaustauscher hat die Vorzüge gezeigt, die die Rohre mit Rippen im Fall des Einsatzes von Metallen oder Legierungen mit großer Korrosionsbeständigkeit für verschiedene flüssige oder gasformige Strömungsmittel aufweisen, die auf verhältnismäßig hohe Temperatur gebracht sind. Die Metalle oder Legierungen, wie etwa rostfreie oder beständige Stähle, Titan und seine Legierungen, rostfreie oder beständige Legierungen und insbesondere die mit erhöhtem Nickelgehalt haben Wärmeleitfähigkeiten, die gering sein können, und sie weisen in gleicher Weise eine nur verhältnismäßig mittelmäßige Eignung zur Kaltverformung auf.
• Man hat festgestellt, daß es zum Erhalt guter Wärmeübertragungseigenschaften wünschenswert ist, auf der Wand von Rohren, die aus solchen Metallen oder Legierungen gebildet sind, wendelförmige Rippen mit geringer Höhe, geringer Dicke und geringem Abstand zu haben.
• So schlägt man beispielsweise für eine Höhe in der Größenordnung von 1 mm vor, eine wendelförmige Rippe zu bilden, deren Ganghöhe nur in der Größenordung von 1 mm oder weniger liegt, d.h. eine Anzahl von Spiralen pro Längeneinheit des Rohres oder eine Dichte, die etwa 10 pro cm erreicht (etwa 25 pro Zoll) oder noch mehr. Die so mit Rippen versehenen Rohre haben sehr gute Leistungen, vom Gesichtspunkt der Wärmeübertragung aus gesehen. Dagegen bietet ihre Herstellung große Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten nehmen noch zu, wenn man versucht, Rohre mit geringer Dicke herzustellen, d.h. einer Restdicke nach der Formgebung in derselben Größenordnung wie die Höhe der Rippen oder sogar noch kleiner als diese, um die Kosten des eingesetzten Metalls zu verringern und auch die Wärmeübertragungskapazität noch zu verbessern. Die Rohre müssen außerdem große Einheitslängen aufweisen, die die Größenordnung von 20 bis 30 m oder sogar noch mehr erreichen können.
• Die Schwierigkeiten, auf die man bei der Herstellung dieser Rohre trifft, zeigen sich durch zahlreiche Fehler und auch zahlreiche Bruchstellen oder Beschädigungen der Rollwerkzeugscheiben. Diese Bruchstellen oder Beschädigungen veranlassen sehr erhebliche Störungen in der Herstellung und erhöhen in beträchtlicher Weise die Kosten der hergestellten Rippenrohre. Die hufigsten Fehler sind Risse, die sich auf dem Rand der Rippen bilden, Ausbrüche der Rippen infolge der Kräfte, die durch die Rollwerkzeugscheiben auf die seitliche Wand dieser Rippen bei der Formgebung ausgeübt wurden, und schließlich Anrisse, die auf der Wand des Rohres selbst erscheinen. Man stellt fest, daß solche Fehler häufig sind, und zwar trotz der Sorgfalt, die man dem Betrieb der Vorrichtungen gewidmet hat, die zur Formung dieser Rippen eingesetzt wurden, und trotz der geringen Herstellungsgeschwindigkeiten.
• Alle diese Schwierigkeiten haben sehr erhöhte Herstellungskosten zur Folge, die es nicht gestatten, auf eine wirklich wirtschaftliche Weise Rohre für Wärmeaustauscher mit hoher Leistung zu erhalten, die man gerne einzusetzen wünschte.
• Man hat auf die Möglichkeit abgezielt, eine Vorrichtung zur Formung von wendelförmigen Rippen auf der Außenwand von Rohren aus Metallen durch Einrollen herzustellen, die verhältnismäßig schwierig zu verformen sind, unter Sicherstellung hoher Wärmeübertragungsleistungen.
• Man hat insbesondere auf die Möglichkeit abgezielt, derartige Rippenrohre aus rostfreiem oder beständigem Stahl, aus legiertem oder nichtlegiertem Titan, aus rostfreien oder beständigen Legierungen mit erhöhtem Nickelanteil oder auch aus anderen Metallen oder Legierungen zu erhalten, die eine gute Korrosionsbeständigkeit mit einer guten mechanischen Standfestigkeit bei einer verhältnismäß erhöhten Temperatur kombinieren. Man hat insbesondere auf die Möglichkeit abgezielt, eine Vorrichtung zur Verformung von Rohren für Wärmeaustauscher zu schaffen, die es gestattet, Hochleistungs- Rippenrohre in großer Länge unter wirklich wirtschaftlichen Bedingungen zu erhalten.
• Man hat noch mehr im Einzelnen darauf abgezielt, eine Vorrichtung auszuführen, die es gestattet, für solche Rohre ohne weiteres eine wendelförmige Rippenausbildung zu erzielen, deren Dichte in der Größenordnung von 11 pro cm (28 pro Zoll) oder noch darüber liegt, mit einer Rippenhöhe von etwa 1 mm, wobei die Dicke des erzielten Rohres im wesentlichen gleich ist oder kleiner ist als etwa 1 mm.
• Man hat auch darauf abgezielt, eine Vorrichtung zu schaffen, in der die Betriebshaltbarkeit der Rollwerkzeuge und der diese bildenden Scheiben zufriedenstellend ist.
• Die Vorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, gestattet es, alle diese Ergebnisse zu erzielen.
• Diese Vorrichtung ist für die Bildung von mindestens einer wendelförmigen Rippe auf der Außenwand eines Rohres durch Rollformung konzipiert.
• Entsprechend den Anwendungen handelt es sich um ein Metallrohr ohne Schweißstelle oder ein geschweißtes Metallrohr, das aus einem Metall oder einer Legierung gebildet ist, das bzw. die an die Bedingungen und die Temperatur sowie die Art des oder der Strömungsmittel angepaßt ist, mit dem oder den es bzw. sie in Berührung gebracht wird. Es könnte sich beispielsweise um Kohlenstoffstähle handeln, um rostfreie oder austenitische rostfreie Stähle, beständige Stähle, Titan oder Legierungen auf Titanbasis oder alle anderen Metalle oder Legierungen, deren physikalisch-chemische Eigenschaften zu den vorgesehenen Benutzungsbedingungen passen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei bewegliche Schlitten auf, die einander gegenüberliegen, und beiderseits symmetrisch zur Bewegungsachse eines mit Rippen zu versehenden Rohres angeordnet sind, wobei jeder dieser Schlitten zwei Rollwerkzeuge aufweist, die jeweils auf einem Rollwerkzeug-Trägerkopf angebracht sind. Translationsmittel gestatten es, die beiden Schlitten symmetrisch aneinander bis zu einer derartigen Arbeitsposition anzunähern, daß die vier Rollwerkzeuge in Anlage gegen das zu verformende Rohr gelangen, das längs der Bewegungsachse angeordnet ist, und zwar mit einer vorbestimmten Andrückkraft. In dieser Arbeitsposition sind die Rollwerkzeuge rund um das Rohr verteilt, um ein und denselben Voreilungswinkel geneigt und in Bezug auf die Bewegungsachse zueinander auf eine solche Weise angeordnet, daß jedes an der Einbringung von Rippen in das Rohr teilnimmt. Die Translationsmittel gestatten es auch, die beiden Schlitten auseinanderzuspreizen, um das fertiggestellte Rohr außer Eingriff zu setzen, das nachfolgende Rohr einzusetzen und jedesmal, wenn es notwendig ist, Kontrollen, Regulierungen oder Werkzeugwechsel vorzunehmen.
• Die Translationsmittel der Schlitten, die insbesondere die Annäherung und das Andrücken der Rollwerkzeuge gestatten, sind bevorzugt aus mindestens einem Druckzylinder gebildet, dessen Körper mit dem einen der Schlitten und dessen Kolben mit dem anderen verbunden ist. Synchronisationsmittel stellen eine gleichmäßige Translation der beiden Schlitten in der einen wie in der anderen Richtung sicher. Diese Synchronisationsmittel weisen einen Schwenkträger oder Schwenkzapfen auf, der auf einem festen Schwenkzapfen angebracht ist, dessen Achse die Bewegungsachse schneidet; starre Stangen oder Koppelglieder sind jeweils symmetrisch gelenkig durch das eine Ende mit dem Schlitten und durch das andere mit einem der beiden Enden des Schwenkträgers verbunden.
• Genaue Einstellmittel für den Weg des oder der Andruckzylinder sind bevorzugt benutzt, um eine reproduzierbare Andruckwirkung der Rollwerkzeuge gegen die Außenwand des zu verformenden Rohres in der Arbeitsposition sicherzustellen.
• Diese Einstellmittel sind bevorzugt von Mitteln zum Versperren der Speiseleitung des Zylinders mit Druckströmungsmittel gebildet. Das Absperrmittel, das unmittelbar oder mittelbar mit der Stange des Kolbens des Zylinders verbunden ist, weist Reguliermittel wie etwa eine Mikrometerschraube auf, die es gestatten, die Länge des Bewegungsweges des Kolbens genau einzustellen, bei welcher die Absperrung die Einspeisung des Zylinders schließt und demnach den Stillstand des Kolbens hervorruft. Vorteilhafterweise greifen Mittel zum Öffnen einer Entlastungsleitung in dem Fall ein, in dem ein unvollständiges Absperren der Einspeisung des Zylinders nicht unmittelbar und vollständig den Kolben zum Stillstand bringt.
• Jeder Rollwerkzeug-Trägerkopf ist in Anlage gegen einen Abschnitt eines Werkzeugträgers angebracht, der fest mit dem Schlitten verbunden ist und sich um einige Grad rund um eine Ausrichtigungsachse drehen kann, die in der Arbeitslage die Formgebungszone entsprechenden Rollwerkzeuges auf dem Rohr schneidet.
• In dieser Arbeitsposition sind die vier Ausrichtungsachsen mit etwa 90º zueinander verteilt. Man mindert somit die Kraft, die von jedem Rollwerkzeug auf jedes Rohr zum Bilden der Rippen ausgeübt wird, indem man sie symmetrisch macht, verglichen mit herkömmlichen, vorliegenden Vorrichtungen, die nur drei Rollwerkzeuge aufweisen, die um 120º zueinander rund um das Rohr verteilt sind.
• Jedes Rollwerkzeug ist auf einer Rollwerkzeug-Trägerwelle angebracht, die drehbar auf Lagern geführt ist, die fest mit dem Rollwerkzeug-Trägerkopf verbunden sind. Eine Motorwelle, die paralell zur Rollwerkzeug-Trägerwelle angeordnet ist, ist auch auf Lagern montiert, die fest mit dem Rollwerkzeug- Trägerkopf verbunden sind, und ist mit der Rollwerkzeug- Trägerwelle durch Übertragungsmittel verbunden, beispielsweise durch ein Zahnradgetriebe. Die vier Motorwellen sind durch gelenkartige Übertragungsmittel, die bevorzugt rund um die Bewegungsachse des Rohres angeordnet sind, mit gemeinsamen Drehantriebsmitteln verbunden, die die Drehung der vier Rollwerkzeuge mit einer streng gleichen Geschwindigkeit sicherstellt.
• Bevorzugt sind die gelenkigen Übertragungsmittel von vier Wellen gebildet, die an ihren beiden Enden mit Gelenken versehen sind, beispielsweise mit Kardangelenken, und die einen teleskopartigen Abschnitt aufweisen, wobei die Wellen mit dem einen Ende mit einer Antriebswelle für einen Rollwerkzeug-Trägerkopf und mit dem anderen Ende mit gemeinsamen Drehantriebsmitteln verbunden sind. Bevorzugt weisen diese gemeinsamen Drehantriebsmittel einen Zahnkranz auf, dessen Achse der Bewegungsachse des Rohres, das ihn durchsetzt, entspricht. Ein Ritzel, das unmittelbar oder mittelbar von Motormitteln betätigt wird, bildet den Drehantrieb dieses Zahnkranzes, und vier identische Ritzel, die rund um die Achse des Kranzes unter 90º zueinander verteilt sind, treiben jeweils unmittelbar oder mittelbar die entsprechende Übertragungswelle an. Ein quer durch den Zahnkranz hindurchgehend eingebrachter Kanal gestattet es, daß er vom Rohr im Verlauf der Formgebung durchsetzt wird.
• Die Rollwerkzeug-Trägerwellen sind derart angeordnet, daß die Ausrichtachse, die die Zone der Verformung der Wand des Rohres durch das entsprechende Rollwerkzeug schneidet, auch die Bewegungsachse in der Andruckposition schneidet oder in der unmittelbaren Nähe dieser hindurchläuft. Man kann somit dadurch, daß man den Rollwerkzeug-Trägerkopf winklig rund um die Ausrichtungsachse versetzt, dem entsprechenden Rollwerkzeug eine bestimmte Winkelneigung verleihen, um mindestens einer wendelförmigen Rippe eine bestimmte Ganghöhe zu verleihen. Der Bereich des Rollwerkzeug-Trägerkopfes auf der Andruckfläche des Werkzeugträgerendes des Schlittens entspricht einer Ebene senkrecht zur Ausrichtachse.
• Vorteilhafterweise kann man zwischen zwei Berührungsflächen des Rollwerkzeug-Trägerkopfes und des Werkzeugträgers des Schlittens eine oder mehrere Distanzscheiben mit paralellen Flächen und gesteuerten Dicken einsetzen, die es gestatten, den Abstand zwischen der Achse der Rollwerkzeug-Trägerwelle und der Bewegungsachse des zu verformenden Rohres einzuregulieren. Man trägt so den unterschiedlichen Außendurchmesser der mit Rippen zu versehenden Rohre sowie den entsprechenden Durchmessern der eingesetzten Werkzeuge Rechnung. Man kann somit eine Andruckposition beibehalten, für welche die Ausrichtachse die Bewegungsachse schneidet, und eine Aufteilung der vier Rollwerkzeuge mit 90º rund um das Rohr beachten, gleichgültig, wie dessen Durchmesser ist. Unter diesen Bedinungen sind die Kräfte, die von jenem Rollwerkzeug auf das Rohr im Verlauf der Verformung durch Einrollen ausgeübt werden, in vollkommen ausgewogener Weise auf dem Rohr abgestützt.
• In vorteilhafter Weise wird auch die winklige Einstellung des ausrichtbaren Abschnitts des Rollwerkzeug-Trägers mittels Beilagen bewirkt, die man zwischen eine fest mit dem Ende des Werkzeugträgers des Schlittens verbundene Wand und der gegenüberliegenden Wand eines Teiles einführt, das fest mit dem Rollwerkzeug-Trägerkopf verbunden ist.
• Sperrmittel gestatten nach der Einstellung des Vorlaufwinkels und nach der möglichen Einstellung des Abstands zwischen der Achse der Rollwerkzeug-Trägerwelle und der Bewegungsachse, die drehfeste Blockierung des Rollwerkzeug-Trägerkopfes in Bezug auf das Ende des Werkzeugträgers des Schlittens herzustellen, was jede Gefahr der winkligen Verstellung vermeidet. Die Sperrmittel, die eingesetzt werden, können beispielsweise Gewindestangen umfassen, die die Anlagefläche des Rollwerkzeug-Trägerkopfes durchsetzen und mit dem werkzeugtragenden Ende des Schlittens verbunden sind.
• Bevorzugt weist jeder der Rollwerkzeug-Trägerköpfe ein abnehmbares Teil auf, in dem mindestens ein Lager sitzt, an dem die Rollwerkzeug-Trägerwelle mit einem ihrer Enden gelagert ist, wobei dieses abnehmbare Teil derart festgelegt ist, daß es nach Lösen der festen Verbindung mit dem Rollwerkzeug-Trägerkopf möglich ist, mühelos die entsprechende Rollwerkzeug-Trägerwelle auszubauen.
• Bevorzugt ist auch eines der Lager der Motorwelle, die die Rollwerkzeug-Trägerwelle antreibt, ebenfalls in diesem abnehmbaren Teil untergebracht, um notwendigenfalls den Ausbau dieser Welle sowie der Rollwerkzeug-Trägerwelle sowie der Übertragungsmittel zu gestatten, die sie miteinander verbindet.
• Bevorzugt ist jedes Rollwerkzeug von einem Stapel von umlaufenden Scheiben gebildet. Der Durchmesser mehrerer dieser Scheiben ist in Richtung des Fortlaufs des Rohres zunehmend, um eine fortschreitende Verformung der Rippen zu gestatten. Diese Formung ist mit einer Verlängerung des Rohres bei Verringerung seines Durchmessers und seiner Dicke verbunden, gemessen unterhalb der Rippen. In dem Fall von verhältnismäßig schlanken Rohren ordnet man bevorzugt im Inneren des Rohres einen Dorn an, der durch eine Haltestange mit einer Länge in seiner Lage gehalten wird, die länger ist als die des Rohres und deren Ende außerhalb des Rohres hinter diesem an einem festen Punkt angekoppelt ist. Vorteilhafterweise ist der Dorn frei um die Bewegungsachse des Rohres drehbeweglich angebracht, dank eines Bereichs, der zwischen dem Dorn und der Haltestange oder zwischen der Haltestange und dem festen Ankoppelungspunkt eingebracht ist.
• Dieser Dorn hat vorteilhafterweise eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt, mit einer Erzeugenden, die um einige Grad in Bezug auf seine Achse geneigt ist, um die Innenwand des Rohres in der Zone der Verringerung seines Querschnitts unter Einwirkung der Rollwerkzeuge abzustützen. Er ist vorteilhafterweise in der axialen Lage einstellbar, um das Einsinken des Rohres unter Einwirkung der Rollwerkzeuge beizubehalten.
• Rinnen können benutzt werden, um die Führung und Bewegung des Rohres längs der Bewegungsachse zu erleichtern. Es ist notwendig, diese Rinnen mit einem Kunststoffmantel zu verkleiden, der die Verlagerung des Rohres bei der Drehung unter Wirkung der Rollwerkzeuge ohne Gefahr des Verhakens und der Beschädigung der Rippen erleichtert. Klemmrollen (Antriebsrollen), die vor und hinter der Formgebungsvorrichtung angeordnet sind, werden vorteilhafterweise für das Einsetzen des glatten Rohres auf der Dornträgerstange und zum Ausziehen des Rohres von der Dornträgerstange am Ende des Bearbeitungsvorganges benutzt.
• Es ist möglich, über seine Länge mehrere glatte Abschnitte herzustellen, wobei die Bewegung des Rohres durch die Antriebsrollen sichergestellt ist und von Näherungsfühlern gesteuert ist.
• Um den Vorgang der Rippenbildung in Gang zu setzen, sowie für dessen Unterbrechung in vorbestimmten Abständen zieht man vorteilhafterweise Näherungsfühler heran, wie etwa Wirbelstromfühler, die vor der Formgebungszone genau an markierten Stellen längs der Rinne in Bezug auf die Rippenformungszone gelegen sind. Diese Fühler, die mindestens zwei an der Zahl sind, sind mit elektronischen Mitteln verbunden, die die Ingangsetzung des Rippenbildungsvorganges und notwendigenfalls auch seine Unterbrechung in Zwischenbereichen gestatten, die für die nicht mit Rippen versehenen Abschnitte vorgesehen sind, die beispielsweise die gebogenen Abschnitte des Rohres sein können. Man kann somit auf dem Rohr mehrere mit Rippen versehene Zonen herstellen, die durch glatte Zonen getrennt sind.
• Die Ingangsetzung der Rippenbildung wird bevorzugt durch elektronische Mittel ausgeführt, die es gestatten, die Rollwerkzeuge mit einer verringerten Geschwindigkeit in Drehung zu versetzen, dann eine fortschreitende Annäherung der Schlitten mit einer langsamen Geschwindigkeit, auch mit dem Anlegen der Rollwerkzeuge mit fortschreitender Andrückung. Dann läßt man die Drehgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge bis zu ihrer Nenngeschwindigkeit zunehmen. In dem Fall beispielsweise von Rohren aus austenitischem, rostfreiem Stahl, wie etwa einen Stahl 304 oder 316 mit etwa 15 bis 25 mm Außendurchmesser und 1,5 bis 2,5 mm Dicke, beträgt vor der Verformung die Klemmkraft eines jeden Rollwerkzeuges etwa 30 + 10 kN. Der Durchmesser der Rollwerkzeuge liegt in der Größenordnung von 25 bis 50 mm und die Verformungs-Sollgeschwindigkeit kann 4 bis 10 m/min erreichen.
• Im nachfolgenden beschreiben das Beispiel und die Figuren auf nicht-einschränkende Weise eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht im Aufriß in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsachse des Rohres der Anordnung, die von den vier Rollwerkzeug-Köpfen und dem vorderen Ende der beiden Schlitten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebildet ist.
• Fig. 2 ist eine schematische Ansicht längs der Schnittebene B-B der Fig. 1 eines Rollwerkzeug-Kopfes in der Verformungsposition durch Einrollen auf der Wand eines mit Rippen zu versehenden Rohres.
• Fig. 3 ist ein schematischer Schnitt, der den inneren Teil der beiden Schlitten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der auseinandergespreizten Lage zusammen mit ihren zugeordneten Bewegungsmitteln sichtbar macht.
• Fig. 4 ist ein Schnitt des unteren Teils der Schlitten der Fig. 3 in der angenäherten Arbeitsposition.
• Fig. 5 ist eine schematische Ansicht der Regulierungsmittel für das Ende des Bewegungsweges der Schlittens der Fig. 3 und 4 in der Arbeitslage.
• Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht längs der Schnittebene A-A der Fig. 1, die die Motoreinrichtung und die Übertragungsmittel zwischen dieser Motoreinrichtung und den Motorwellen sichtbar macht, die die Rollwerkzeug-Trägerwellen antreiben.
• Fig. 7 ist eine Einzelheit eines Rollwerkzeugs im schematischen Schnitt längs einer Ebene, die die Achse der Rollwerkzeüg-Trägerwelle enthält.
• Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung 1, die die Einformung mindestens einer wendelförmigen Rippe 3 in die Außenwand eines rotationssymmetrischen Rohres 2 für Wärmeaustauscher gestattet.
• Diese Vorrichtung weist zwei Schlitten 4, 5 auf, die dazu eingerichtet sind, parallel zur ebenen Fig. 1 auf Gleitbahnen 4A, 5A, zu gleiten, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Diese Schlitten sind einander gegenüberliegend beiderseits und symmetrisch zur Achse X1-X1 der Bewegung des Rohres 2 angeordnet. Sie weisen jeweils zwei Rollwerkzeuge 6, 7 und 8, 9 auf, die jeweils auf Rollwerkzeug-Trägerwellen 18, 19 und 20, 21 drehfest aufgezogen sind, welche durch die Antriebswellen 24, 25 und 26, 27 dank einer Kraftübertragung durch Zahnradpaare wie etwa 22 und 23 angetrieben sind, die in Fig. 2 sichtbar sind. Jedes Rollwerkzeug, seine Rollwerkzeug-Trägerwelle und die entsprechende Motorwelle sind auf ein und demselben Rollwerkzeug-Trägerkopf montiert. Die beiden ersten Rollwerkzeug-Trägerköpfe 10, 11 sind in Anlage auf den Bereichen 14 und 15 des Werkzeugträgerendes 4-1 des Schlittens 4 montiert, und die beiden anderen 12 und 13 befinden sich in Anlage auf den Bereichen 16 und 17 des Werkzeugträgerendes 5-1 des Schlittens 5. Jeder dieser Rohwerkzeug-Trägerköpfe ist um einige Grad rund um eine Ausrichtachse ausrichtbar. Jede der vier Ausrichtachsen X2, X3, X4, X5 steht senkrecht zur Ebene des entsprechenden Bereichs 14, 15, 16, 17 eines Rollwerkzeug-Trägerkopfes auf dem einen der beiden Werkzeugträgerenden 4-1, 5-1. In der Arbeitslage befindet sich jedes Rollwerkzeug in seiner Formgebungszone in Anlage auf der Außenwand des Rohres 2, das längs der Bewegungsachse X1-X1 angetrieben ist, wobei die vier Ausrichtachsen jeweils die Formgebungszone des entsprechenden Rollwerkzeugs durchsetzen, und unter optimalen Regulierungsbedingungen die Bewegungsachse schneiden. Die Ausrichtachsen sind um 90º zueinander rund um diese Bewegungsachse X1-X1 herum verteilt.
• Die Schlitten 4 und 5 weisen Translationsmittel auf, die es gestatten, sie entweder aneinander anzunähern, damit die Rollwerkzeuge 6, 7, 8, 9 in der Arbeitsposition in Anlage gegen die Außenwand des Rohres 2 gelangen, oder sie voneinander abzuspreizen, beispielsweise jedesmal, wenn eine Rippenbildungsphase fertiggestellt ist, oder auch dann, wenn es an der Zeit ist, Kontroll- oder Wartungsarbeiten durchzuführen.
• Die Fig. 3, 4, 5 beschreiben eine Ausführungsform der Translationsmittel der Schlitten 4, 5.
• In den schematischen Fig. 3 und 4 ist nur der untere Abschnitt eines jeden dieser Schlitten auf Gleitbahnen 4A und 5A verschieblich gezeigt, wobei die Werkzeugträgerenden 4-1, 5-1 und die Rollwerkzeug-Trägerköpfe nicht dargestellt sind.
• Fig. 3 entspricht der auseinandergespreizten Lage, und Fig. 4 der aneinander angenäherten Lage, in welcher sich die Rollwerkzeuge in der Arbeitsposition befinden. Die Bewegungsachse X1-X1 ist in den beiden Figuren angegeben. Die Translationsmittel sind die Zylindereinrichtung, deren Zylinder 31 im Schlitten 4 sitzt und deren Kolben 32 sich längs einer Translationsachse senkrecht zu X1-X1 versetzt. Das Ende der Stange 33 dieses Kolbens 32, der unter dem Schwenkträger 34 hindurchläuft, ist fest mit dem Schlitten 5 verbunden. Der Schwenkträger 34 ist an seiner Mitte um eine vertikale Schwenkachse X6 schwenkbar angebracht, die X1-X1 schneidet. Die beiden starren Stangen 35, 36 sind mit den vorderen Enden der Schlitten 4 und 5 durch das eine ihrer Enden 35A, 36A verbunden, und durch ihr anderes Ende 35B, 36B mit dem Schwenkträger. Man erhält so eine symmetrische Versetzung der beiden Schlitten in Bezug auf die Bewegungsachse X1-X1. Die Zylindereinrichtung weist außerdem einen Hilfskolben 37 mit verringertem Querschnitt auf, der es gestattet, die beiden Schlitten am Ende eines Rippenformvorganges rasch auseinanderzubewegen. Ein Mittel zur Beendigung des Haltepunktes der Schlitten in der Arbeitsposition mit Genauigkeit gestattet es, den Abstand zwischen der Rohrachse und den Rollwerkzeugen und demnach deren Eindringung in das Rohr gut zu definieren. Dieses Mittel weist einen starren seitlichen Arm 38 auf, der mit der Kolbenstange 33 mit dem einen Ende verbunden ist und mit dem anderen Ende über eine Mikrometerschraube 39 mit einem Steuermittel 40 zur Einspeisung der Zylindereinrichtung 31 mit Hochdruck-Strömungsmittel verbunden ist.
• Fig. 5 stellt schematisch eine Ausführungsform dieses Steuermittels dar. Man sieht, daß der starre Arm 38 es der Kolbenstange 33 gestattet, die Mikrometerschraube 39 bis zu dem Punkt zu bewegen, in dem sie zur Anlage gegen eine Absperreinrichtung 41 gelangt, die die Einlaßöffnung für Hochdruck- Strömungsmittel versperrt, das aus der Leitung 42 herkommt und in Richtung des Zylinders 31 der Zylindereinrichtung strömt, und seine Bewegung anhält. Wenn die Bewegung nicht astoppt, läuft der Zylindersitz 43 zurück und ruft das Öffnen eines Strömungsmittelskanals in Richtung der Ablaßleitung 44 hervor. Eine Rückstellfeder 45 schließt den Sitz des Ventils 43 wieder, wenn sich die Kolbenstange 33 zurückbewegt. Dieses Einstellmittel für den Haltepunkt der Schlitten gestattet es auf sichere und reproduzierbare Weise demnach, eine konstante und reproduzierbare Positionierung eines jeden Rollwerkzeugs auf der Wand des mit Rippen zu versehenden Rohres herzustellen.
• Die vier Motorwellen 24, 25, 26, 27, die die vier Rollwerkzeug-Trägerwellen 18, 19, 20, 21 antreiben, sind zu diesen parallel angebracht und werden mit streng gleichmäßigen Geschwindigkeiten dank Mitteln angetrieben, die schematisch in Fig. 6 dargestellt sind. Diese Figur ist eine Draufsicht längs der Ebene des Schnitts A-A der Fig. 1. In dieser Fig. 6 sind lediglich schematisch die beiden unteren Motorwellen 24 und 27 hinter der Ebene der Fig. 1 dargestellt, sowie die Übertragungsmittel, die sie mit den einzigen Motormitteln verbinden, die ebenfalls schematisch dargestellt sind. Diese Motormittel weisen einen Gleichstrommotor 50 mit hoher Leistung mit einer in einem großen Spielraum regulierbaren Geschwindigkeit und hohem Anlaufmoment auf, der mit einem Übertragungsmittel 51 versehen ist, das mit einem Zahnritzel 52 an einen Zahnkranz 53 mit der Achse X1-X1 versehen ist, von dem lediglich die untere Hälfte sichtbar ist. Dieser Kranz ist auf Bereichen 53A eines inneren rohrförmigen Trägers 54 angebracht, der mit einem nicht dargestellten, festen Rahmen verbunden ist. Ein Führungsrohr (nicht dargestellt) stellt den Hindurchtritt des mit Rippen zu versehenden Rohres im Inneren des Rohres 54 längs X1-X1 sicher. Auf diesen Zahnkranz 53, der vom Ritzel 52 angetrieben ist, greifen vier Ritzel ein, von denen nur zwei 55, 56 sichtbar sind, die jeweils eine Übertragungswelle antreiben, die mit einer Motorwelle 24, 25, 26, 27 verbunden ist. In Fig. 6 sind lediglich die beiden unteren Ritzel 55, 56 sichtbar, die die unteren Übertragungswellen 57, 58 antreiben, welche ihrerseits mit den unteren Motorwellen 24, 27 verbunden sind. Die vier Antriebsritzel, wie etwa 55, 56, sind gleichförmig rund um den Zahnkranz 53 um 90º zueinander derart verteilt, daß die Übertragungswellen ihrerseits ebenfalls gleichförmig um die Bewegungsachse X1-X1 verteilt sind, auf welche der Kranz 53 ausgerichtet ist.
• Die vier Übertragungswellen, wie etwa 57, 58, sind teleskopartig und an ihren beiden Enden mit Kardangelenken ausgestattet. Sie gestatten es somit, die vier Motorwellen und somit die Rollwerkzeuge sogar während der Translationsbewegungen der Schlitten 4 und 5 mit der gleichen Geschwindigkeit ruckfrei anzutreiben.
• Die vier Rollwerkzeuge 6, 7, 8, 9, mit denen die Vorrichtung 1 ausgestattet ist, haben eine identische Struktur. Sie weisen bevorzugt jeweils eine Anordnung aus Umlaufscheiben auf, bei denen die Durchmesser und das Profil der Verformungsränder dazu konzipiert sind, die fortschreitende Formung von Rippen mit der aufeinanderfolgenden Eindringung in die Wand des Rohres durch die Verformungsränder dieser Rollwerkzeuge zu gestatten, und zwar in den Furchen, die bereits von den Scheiben des vorangehenden Formwerkzeugs bzw. vorangehenden Formwerkzeuge begonnen wurden und längs einer wendelförmigen Bewegungsbahn auf der Wand des Rohres. Um ein solches Ergebnis zu erzielen, muß man zu Rollwerkzeugen greifen, die Umlaufscheiben mit zunehmendem Durchmesser und variablem Profil aufweisen.
• Fig. 7 stellt schematisch ein Rollwerkzeug wie etwa das Rollwerkzeug 7 der Fig. 1 und 2 im Schnitt längs einer Ebene dar, die die Achse ihrer Rollwerkzeug-Trägerwelle 19 enthält. Dieses Rollwerkzeug weist, von seinem Ende mit kleinem Durchmesser ausgehend, und in Richtung entgegen der Bewegung des mit Rippen zu versehenden Rohres 5 gesehen, umlaufende Formscheiben 61, 62, 63, 64, 65 auf, die die fortlaufende Zunahme mindestens einer wendelförmigen Rippe dank aufeinanderfolgender Durchgänge der Scheiben mit zunehmenden Durchmessern in denselben Furchen sicherstellen. Die beiden letzten Scheiben 66, 67 mit demselbem Durchmesser wie die Scheibe 65 gestatten es, das Profil mindestens einer wendelförmigen Rippe abzugleichen. Der wendelförmige Bewegungsweg der Rollwerkzeuge auf der Wand des Rohres ist dank des Vorlaufwinkels erreicht, der durch die winklige Versetzung der Rollwerkzeug-Trägerköpfe rund um ihre Ausrichtachse erzielt ist. Jedes der vier Rollwerkzeuge muß eine unterschiedliche axiale Positionierung längs der Rollwerkzeug-Trägerwelle aufweisen, damit die Formgebungsränder der Scheiben in die Furchen eindringen, die von den vorausgehenden Scheiben geformt wurden. Diese axiale Positionierung hängt vom Vorlaufwinkel und von der Anzahl wendelförmiger Rippen ab, d.h. den Gängen des Wendels. Diese axiale Positionierung wird dadurch erzielt, daß man den ringförmigen Ringen wie 68, 69, die auf jeder Seite der Rollwerkzeuge wie etwa 7 angeordnet sind, die gewünschte Breite verleiht.
• Wie dies Fig. 2 zeigt, weist jede Rollwerkzeug-Trägerwelle wie etwa 19 eine Schulter 19A auf, die in der unmittelbaren Nähe ihres Antriebsritzels wie etwa 22 gelegen ist. Man verleiht demnach dem Ring 68, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Rohres gelegen ist und der gegen die Schulter 19A zur Anlage gelangt, eine Breite, die der axialen Positionierung Rechnung trägt, die man zweckmäßigerweise diesem Rollwerkzeug verleiht, bezogen auf dieses, das sich unmittelbar davor oder dahinter befindet. Der Andruck der Scheiben des Rollwerkzeugs gegen die Schulter 19A ist durch die Mutter 70 sichergestellt, die zur Anlage gegen den Ring 69 gelangt.
• Jeder Rollwerkzeug-Trägerkopf wie etwa 11 gelangt in einem ebenen Bereich senkrecht zu seiner Ausrichtachse X3 zur Anlage gegen einen entsprechenden Bereich 15 des Werkzeugträgerendes 4-1 des Schlittens 4.
• Mindestens ein Mittel zur winkligen Positionierung kann in mindestens einen der beiden Abstände e1, e2 (siehe Fig. 1) eingeschoben werden, der zwischen einer zylindrischen Umlaufstange 72, die fest mit dem Rollwerkzeug-Trägerkopf 11 verbunden ist, mit einer Achse senkrecht zur Oberfläche des Bereichs 15, und einem Sitz 73 vorliegt, der in das Ende des Werkzeugträgers 4-1 eingebracht ist, in welchen das Ende der Stange 72 eingreift.
• Das Einbringen von Keilen mit einer gewissen Dicke in einen oder anderen Raum e1, e2 gestattet es, die winklige Positionierung des Rollwerkzeug-Trägerkopfs 11 rund um die Achse X3 um einige Grad ändern zu lassen. Diese winklige Neigung im Bezug auf der Ebene der Fig. 1 überschreitet nicht etwa 4º im Fall einer einzigen wendelförmigen Rippe und etwa 8º im Fall einer doppelten wendelformigen Rippe.
• Die Drehung des Rollwerkzeug-Trägerkopfes 11 um die Achse X3 wird rund um ein Umlaufstück 74 bewirkt (siehe Fig. 2), das spielfrei in gegenüberliegenden Sitzen 75, 76 eingreift, die beiderseits der Ebende des Bereichs 15 ausgebildet sind, und das durch eine Gewindestange 77 gehalten wird. Spannglieder wie etwa 78, die mit dem einen Ende in eine umgekehrt-T- förmige Nut 79 des Rollwerkzeug-Trägerkopfes 11 und mit dem anderen in einen Sitz 79A eingreifen, der in das Werkzeugträgerende 4-1 eingebracht ist, sind dazu eingerichtet, den Rollwerkzeug-Trägerkopf 11 auf den Bereich 15 mittels beispielsweise eines querverlaufenden Winkelkeiles 80 festzuklemmen, der durch ein Gewindeteil 81 unter Zugspannung gesetzt ist.
• Die Möglichkeit der leichten Abtrennung eines jeden Rollwerkzeug-Trägerkopfes vom entsprechenden Werkzeugträgerende gestattet es, leicht den Abstand zwischen zwei Rollwerkzeug- Trägerköpfen eines jeden Werkzeugträgers einzustellen und eine Berührung der Rollwerkzeuge unter 90% auf dem Rohr als Funktion dessen Durchmessers sicherzustellen. Man bringt zu diesem Zweck in die Zone des Bereichs wie etwa 15 ein Metallplättchen mit konstanter Dicke und ausreichender Oberfläche ein, wobei dieses nicht dargestellte Plättchen Bohrungen für den Durchtritt des Axialteils 74, der Zugglieder wie etwa 78 und des Teils für die winklige Positionierung 72 aufweist. Man stellt so die winklige Positionierung der Rollwerkzeuge rund um das mit Rippen zu versehende Rohr auf 90º ein, indem man den Durchmesser dieser Rollwerkzeuge sowie dem Durchmesser, der Dicke und dem Reduktionsgrad dieses Rohres Rechnung trägt.
• In manchen Fällen ist es notwendig, die Wand des Rohres, die der Wirkung der Rollwerkzeuge unterzogen ist, mittels eines Dornes 82, der im Inneren des Rohres 2 angeordnet ist, in der Verformungszone abzustützen, wie das Fig. 2 zeigt. Dieser Dorn weist eine etwa kegelstumpfförmige Form auf, und die Neigung seiner Erzeugenden hängt von den Bedingungen der Verformung des mit Rippen zu versehenden Rohres ab. Dieser Dorn ist fest mit einer Haltestange 83 verbunden, deren stromaufwärts gelegenes Ende, das jenseits des stromaufwärts gelegenen Ende des Rohres 2 gelegen ist, in nicht dargestellter Weise in der Ankoppelungszone an einem festen Punkt frei drehbar angebracht ist. Man kann somit unmittelbar den Dorn 82 auf der Haltestange 83 frei drehbar anordnen. Die Lage des Dornes ist vorteilhafterweise axial einstellbar.
• Wie dies Fig. 2 zeigt, ist jede Rollwerkzeug-Trägerwelle wie etwa 19 im Inneren des entsprechenden Rollwerkzeug-Trägerkopfes wie etwa 11 in Wälzlagern wie etwa 84, 85 angebracht und ist mit seinen zwei Enden durch End-Wälzlager wie etwa 86, 87 positioniert, um axiale Verlagerungen zu vermeiden.
• Die entsprechende Motorwelle wie etwa 25 ist in Wälzlagern wie etwa 88, 89 angebracht, die beiderseits ihres Ritzels 23 angeordnet sind, das mit dem Ritzel 22 der Rollwerkzeug-Trägerwelle 19 kämmt.
• Jeder Rollwerkzeug-Trägerkopf wie etwa 11 (siehe Fig. 2) ist mit Mitteln zum schnellen Ausbau der Rollwerkzeuge wie etwa 7 versehen, die es gestatten, sich von der Abnutzung der Verformungsscheiben sowie der Abnutzung der Wälzlager der Wellen wie etwa 19, 25 und der Zahnradgetriebe wie etwa 22, 23 zu vergewissern. Hierfür sind die Wälzlager wie etwa 84 der Rollwerkzeug-Trägerwelle 19 und etwa 88 der Motorwelle 25 im Inneren eines abnehmbaren Teiles 90 angebracht, das fest mit dem Rest des Aufbaus des Rollwerkzeug-Trägerkopfes 11 durch Befestigungsmittel zum schnellen Aus- und Einbau verbunden ist.
• Dieses abnehmbare Teil 90 kann nach dem Auseinanderfahren der beiden Schlitten 4, 5 von der Bewegungsachse X1-X1 durch Lösen zweier Schrauben 91, 92 zurückgezogen werden. Diese Schrauben stellen den festen Sitz des abnehmbaren Teils 90 auf einem Bereich 93 des Rollwerkzeug-Trägerkopfes sicher.
• Das Ende des abnehmbaren Teiles weist einen überstehenden Anschlagrand 94 auf, der einen V-Winkel bildet, dessen Kante in einen zurückspringenden Rand 95 eingreift, der einen gleichen V-Winkel bildet. Die Schäfte der Schrauben 91, 92 sind um etwa 45º in Bezug auf die Ebene des Bereichs 93 geneigt, durchsetzen diesen und sind mit Verankerungsmitteln 96 verbunden, die auf der anderen Seite des Bereichs 93 gelegen sind. Die horizontale Komponente der Zugkraft der Schrauben 91, 92 stellt somit eine wirksame Blockierung des abnehmbaren Teils 90 in Anlage gegen den Bereich 93 und den zurückspringenden Rand 95 sicher.
• Nach der Abnahme des abnehmbaren Teils 90 kann man die Welle 19 herausheben, die das Rollwerkzeug 7 trägt. Es ist somit möglich, die Scheiben zu kontrollieren, sie notwendigenfalls auszutauschen und notwendigenfalls auch die axiale Positionierung zu ändern. Man kann auch die Motorwelle 25 und demnach das Zahnradgetriebe zwischen den beiden vollständig ausbauen.
• Die Bewegung des Rohrs im Verlauf der Einbringung von Rippen erfolgt längs der Achse X1-X1 längs einer nicht dargestellten Rinne. Diese Metallrinne ist mit Kunststoff verkleidet, um die Gleitbewegung zu erleichtern und jedes Verhaken zu vermeiden, das die Gefahr der Beschädigung des Rohres und seiner Rippen in sich trägt.
• Für den Beginn des Vorgangs der Einbringung von Rippen und dessen Unterbrechung ordnet man in bestimmten Abständen in Bezug auf die Verformungszone längs der Bewegungsachse in der Nähe der Rinne nicht dargestellte Meßfühler an, die es gestatten, den Durchtritt des vorderen Ende des Rohres zu vermelden. Diese Meßfühler sind beispielsweise Wirbelstromfühler.
• Sie sind mit elektronischen Mitteln verbunden, die entweder die Ingangsetzung oder die Unterbrechung des Vorgangs der Einbringung von Rippen sicherstellen.
• Jede mit Rippen versehene Zone auf einem Rohr benutzt zwei elektrische Schaltkästen, die auf einer Sammelleitung angeschlossen sind: ein Schaltkasten mit einem Meßfühler zur Ingangsetzung des Einbringens von Rippen, und ein Schaltkasten mit zwei Fühlern: einer, der den Durchlauf der Rollwerkzeuge mit niedriger Drehgeschwindigkeit steuert, der andere, der die Ingangsetzung des Rückstellkolbens und das Anstoppen der Drehung der Rollwerkzeuge steuert.
• Es ist zu vermerken, daß es ohne Verlangsamung der Rollwerkzeuge am Ende des Einbringvorganges der Rippen einer mit Rippen versehenen Zone unmöglich ist, genaue mit Rippen versehene Längen sicherzustellen, und zwar angesichts der verhältnismäßig schnellen Vorschubgeschwindigkeit des Rohres.
• Die Sammelleitung ist von 3 Drähten gebildet, die von Automaten der Verformungsvorrichtung ausgehen und die Länge der Führungsrinnen des Rohres entlanglaufen, die beispielsweise 40 m betragen können. Die Vorrichtung kann so 40 Anschlußstellen an der Sammelleitung längs der Führungsrinnen aufweisen, was es gestattet, auf der Länge des Rohres 20 unterschiedliche, mit Rippen versehene Zonen auszuführen.Diese drei Drähte der Sammelleitung vermeiden somit 60 Drähte, die notwendig gewesen wären, wenn die Meßfühler mit der Vorrichtung auf autonome Weise verkabelt gewesen wären.
• Außerdem bewerkstelligt die Sammelleitung die Kohärenz aufeinanderfolgender Informationen: wenn beispielsweise mitten in einem Rippenformungsvorgang eine Information "Beginn der Rippenformung" am Automaten ankommt, weil zwei Schaltkästen mit Meßfühlern umgekehrt sind, gestattet es die Sammelleitung, diese Art von Fehler zu berichtigen.
• Das Ingangsetzen der Rippenbildung eines Rohres wie etwa eines Rohres aus rostfreiem, austenitischem Stahl der Art 316 L mit etwa 16 mm Außendurchmesser wird auf die folgende Weise bewirkt: das Einsetzen des glatten Rohres mit einer Länge von etwa 25 m auf die Rinne, von der Eingangsseite ausgehend. Eine Klemmrolle (Antriebsrolle) (nicht dargestellt) gestattet es, auf dem Dorn 82 und seiner Haltestange in Eingriff zu treten, die bereits fest mit ihrem Verankerungspunkt verbunden sind. Nach dem Einsetzen wird der Motor in Gang gesetzt, um die vier Rollwerkzeuge mit einer verringerten Geschwindigkeit von etwa 300U/min anzutreiben. Man setzt nun die Zylindereinrichtung 31 mit verringerter Geschwindigkeit in Gang, um die beiden Schlitten 4 und 5 an ihre Arbeitsposition anzunähern. Die Rollwerkzeuge werden dann fortlaufend auf die Wand des Rohres 2 angedrückt, die vom Dorn abgestützt ist, und das Rohr wird von den Rollwerkzeugen in einer Richtung umgekehrt zu der der Rollwerkzeuge mit einem bestimmten Vorschub angetrieben. Sobald die Lage der Formwerkzeuge, die dem Arbeits-Achsabstand entspricht, erreicht ist, wird die Drehgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge bis zur Nenngeschwindigkeit von etwa 1400U/min beschleunigt. Unter diesen Bedingungen kann man entsprechend der benutzten Art von Rollwerkzeug und entsprechend dem Vorschubwinkel und der axialen, gewählten Positionierung eine Ablaufgeschwindigkeit in der Größenördnung von 4m/min fur eine Rippenausbildung erreichen, die eine einzige wendelförmige Rippe aufweist, und von etwa 8m/min für eine zweigängige Rippenausbildung. Indem man in zweckmäßiger Weise die Reduktionsgrade, die Profile und die Andrückkräfte der Rollwerkzeuge in der Größenordnung von 20 bis 40 kN pro Rollwerkzeug auswählt, erreicht man ein Rippenrohr mit etwa 14 mm Außendurchmesser am Fuß der Rippen, 1 mm Höhe der Rippe, 0,9 mm Rohrdicke am Fuß der Rippen und einer Dichte von etwa 30 Windungen pro Zoll axialer Länge bei einfachem Gang. Am Ende des Rollvorganges, nachdem man die Drehgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge verlangsamt hat, um die mit Rippen versehene Länge in genauer Weise einstellen zu können, kann man den Vorgang in gewissermaßen augenblicklicher Weise ohne Übergang anhalten, indem man mit schneller Geschwindigkeit den Rückstellkolben 37 der Zylindereinrichtung betätigt.

Claims (20)

1. Vorrichtung, die die Bildung mindestens einer wendelförmigen Rippe (3) auf der Außenwand eines Rohres (2) durch Rollformen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schlitten (4, 5) , die symmetrisch beiderseits der Bewegungsachse (X1-X1) eingerichtet sind, und geeignet sind, sich aneinander anzunähern, um in eine Arbeitsposition zu gelangen, oder sich auseinanderzubewegen, wobei jeder dieser Schlitten zwei Rollwerkzeuge (6, 7, 8, 9) aufweist, die jeweils auf einer Rollwerkzeug-Trägerwelle (18, 19, 20, 21) montiert sind und jeweils durch eine Antriebswelle (24, 25, 26, 27) angetrieben sind, die parallel zur entsprechenden Rollwerkzeug-Trägerwelle angeordnet ist und mit dieser mittels einer Einrichtung (22, 23) zur Übertragung der Drehung verbunden ist, wobei die vier Rollwerkzeug-Trägerwellen (18, 19, 20, 21) rund um die Bewegungsachse (X1-X1) des zu verformenden Rohres (2) verteilt sind, damit in der angenäherten Position der beiden Schlitten (4, 5) die vier Rollwerkzeuge in gleichzeitige Anlage gegen die Wand des zu verformenden Rohres (2) gelangen, wobei die vier Antriebswellen mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung verbunden sind, die ein einziges Antriebsmittel (50) aufweist, das diese vier Antriebswellen mit gleicher Drehzahl antreibt, und wobei jede der vier Gruppen, die von einer Rollwerkzeug-Trägerwelle und der entsprechenden Antriebswelle gebildet sind, rund um eine Achse (X2, X3, X4, X5) ausrichtbar ist, welche den Bereich der Verformung des Rohres (2) durch das entsprechende Rollwerkzeug (6, 7, 8, 9) schneidet, wobei die vier Achsen in der angenäherten Lage der beiden Schlitten (4, 5) um 90º zueinander versetzt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Versetzung der beiden Schlitten (4, 5), die es gestatten, diese an die Bewegungsachse (X1-X1) des mit Rippen zu versehenden Rohres (2) anzunähern oder von dieser zu entfernen, mindestens ein Stellantrieb sind, dessen Zylinder (31) fest mit einem der Schlitten (4) verbunden ist, während die Stange (33) des Kolbens (32) mit dem anderen Schlitten (5) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Synchronisierung der Translationsbewegung der beiden Schlitten (4, 5) durch einen Schwenkträger (34) gebildet ist, der auf einem festen Schwenkzapfen montiert ist, dessen vertikale Achse (X6) die Bewegungsachse (X1-Z1) schneidet, wobei die Enden (35B, 36B) dieses Trägers jeweils durch eine starre Stange (35, 36) mit dem Ende (35A, 36A) eines Schlittens (4, 5) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Feineinstellung des Endes des Bewegungsweges mindestens eines Kolbens (32) eines Stellantriebs aufweist, wobei diese Einrichtung ein Absperrmittel (41) für die Leitung (42) zum Speisen des Zylinders (31) des Stellantriebs mit Hochdruck-Strämungsmittel aufweist, das unmittelbar oder mittelbar mit der Stange (33) des Kolbens (32) des Stellantriebs verbunden ist und ein Reguliermittel (39) aufweist, das die genaue Einstellung der Länge des Bewegungsweges der Stange (33) des Kolbens (32) gestattet, für welche dieses Absperrmittel die Speisung des Stellantriebs unterbrechen soll.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rollwerkzeug-Trägerwelle (18, 19, 20, 21) senkrecht zur entsprechenden Orientierungsachse (X2, X3, X4, X5) steht, die sie schneidet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rollwerkzeug-Trägerwelle (18, 19, 20, 21) und jede entsprechende Antriebswelle (24, 25, 26, 27) auf einem Rollwerkzeug-Trägerkopf (10, 11, 12, 13) montiert ist, der in Anlage gegen das werkzeugtragende Ende (4-1, 5-1) eines Schlittens (4, 5) steht, und zwar über eine ebene Auflagefläche (14, 15, 16, 17), die senkrecht zur entsprechenden Orientierungsachse (X2, X3, X4, X5) verläuft, wobei eine Winkel-Einstelleinrichtung (72, 73) es jedem Rollwerkzeug-Trägerkopf gestattet, sich rund um seine Orientierungsachse um einige Grad drehen zu lassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung für den Rollwerkzeug-Trägerkopf (10, 11, 12, 13) in den Auflagebereich (14, 15, 16, 17) eingebracht werden kann, um diesen Hollwerkzeug-Trägerkopf längs seiner Orientierungsachse zur Einstellung der Winkellage des Rollwerkzeugs rund um das Rohr auf 90º zu versetzen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Antriebswellen (24, 25, 26, 27) mit einem einzigen Antriebsmittel (50) durch Übertragungsmittel verbunden ist, die mindestens eine Teleskopwelle (57, 58) aufweisen, die gelenkig mit der Antriebswelle verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel zwischen dem einzigen Antriebsmittel (50) und den Teleskopwellen (57, 58) einen Zahnkranz (53) aufweisen, der von der Bewegungsachse (X1-X1) des mit Rippen zu versehenden Rohres (2) durchquert wird, und zwar einen Zahnkranz, der von einem Ritzel (52) angetrieben ist, das mit dem Antriebsmittel (50) verbunden ist, und seinerseits vier Ritzel (55, 56) antreibt, die zueinander um 90º um die Bewegungsachse (X1-X1) versetzt angeordnet sind und jeweils eine Teleskopwelle (57, 58) antreiben, die mit einer Antriebswelle (24, 25, 26, 27) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollwerkzeug-Trägerkopf (10, 11, 12, 13) ein abnehmbares Teil (90) aufweist, in dessen Inneren mindestens ein Lager für die Rollwerkzeug-Trägerwelle angeordnet ist, wobei der Ausbau dieses abnehmbaren Teils notwendigenfalls das Herausziehen und Ersetzen des entsprechenden Rollwerkzeugs (6, 7, 8, 9) gestattet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rollwerkzeug (6, 7, 8, 9) von mehreren Umlaufsoheiben (61, 62, 63, 64, 65) gebildet ist, die auf dee Rollwerkzeug-Trägerwelle (18, 19, 20, 21) ausgerichtet ist, wobei die Seite eines jeden Rollwerkzeugs, die entgegen der Bewegungsrichtung des mit Rippen zu versehenden Rohres (2) weist, mindestens eine Scheibe (61, 62, 63) mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der folgenden Scheibe, wobei dieses Rollwerkzeug auf seiner Rollwerkzeug-Trägerwelle durch mindestens eine axiale Einstelleinrichtung gehalten ist, die es gestattet, die axiale Lage dieses Rollwerkzeugs auf der entsprechenden Rollwerkzeug-Trägerwelle in Bezug auf die der anderen Rollwerkzeuge einzustellen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Rohres (2) im Verlauf der Einbringung von Rippen im Umformbereich durch einen inneren Dorn (82) mit etwa kegelstumpfartiger Eorm abgestützt ist, der mit einer Haltestange (83) verbunden ist, die ihrerseits mit ihrem oberen Ende an einem festen Punkt angekoppelt ist, der jenseits des entgegen der Bewegungsrichtung weisenden Endes des Rohres (2) gelegen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (82) frei zur Drehung um die Bewegungsachse (X1-X1) angebracht ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) längs der Bewegungsachse (X1-X1) durch Rinnen abgestützt ist, die mindestens nach dem Bereich der Einbringung von Rippen mit einem Bezug aus Kunststoff verkleidet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Klemmrolle (Antriebsrolle) es gestattet, das Rohr (2) auf der Bewegungsachse (X1- X1) vor der Einbringung von Rippen einzusetzen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Näherungsfühler längs der Bewegungsachse (X1-X1) vor dem Verformungsbereich und mit bestimmten Abständen zu diesem angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Näherungsfühler oder jede Gruppe von Näherungsfühlern mit einer elektronischen Einrichtung verbunden ist, die den Vorgang der Einbringung von Rippen entweder in Gang setzt oder unterbricht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Meßfühler oder der Gruppen von Meßfühlern mit der elektronischen Einrichtung durch eine Sammelleitung sichergestellt ist, die es gestattet, eine sehr große Anzahl von Verbindungen herzustellen und somit die Ausführung von einer großen Anzahl von gerippten Bereichen zu steuern.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ingangsetzung des Vorgangs der Einbringung von Rippen, die durch die elektronische Einrichtung gesteuert ist, nach dem Einsetzen eines glatten Rohres (2) den Beginn der Bewegung der von der Bewegungsachse (X1-X1) abgespreizten Rollwerkzeuge mit einer verringerten Geschwindigkeit umfaßt, dann die Ingangsetzung des Stellantriebs mit einer verringerten Geschwindigkeit, um fortlaufend die Rollwerkzeuge (6, 7, 8, 9) an die Wand des Rohres (2) anzunähern, bis zum fortschreitenden Andrücken eines jeden Rohwerkzeuges gegen die Wand des Rohres (2), dann die Sperrung des Vorschubs des Stellantriebs durch die Einrichtung zum Beendigen der Bewegungsweges, und schließlich die fortlaufende Steigerung der Drehgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge bis zu einer Betriebsgeschwindigkeit.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbruch des Vorgangs der Einbringung von Rippen, der durch eine Gruppe von Näherungsfühlern hervorgerufen wird, durch das Verlangsamen der Drehgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge bewirkt wird, und dann durch das Ingangsetzen des Rückstellkolbens (37) mit rascher Wirkung, der die beiden Schlitten (4, 5) von der Achse (X1-X1) abrückt, worauf dann die Drehung der Rollwerkzeuge unterbrochen wird.