DE69623540T2

DE69623540T2 - Gerät zum Formen und Schneiden von Spiralrohr

Info

Publication number: DE69623540T2
Application number: DE69623540T
Authority: DE
Inventors: Wilhelmus P.H. Castricum
Original assignee: Lindab AB
Current assignee: Lindab AB
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: DE69623540D1; US5636541A; EP0749787A1; EP0749787B1; JPH0911022A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen eines spiralartig geformten Rohrs, insbesondere von Spiralrohren mit einem Durchmesser von ungefähr 25,4 mm (ein Inch) oder weniger, wobei eine derartige Vorrichtung in US-A-4 924 684 offenbart ist und zum Formen und Teilen spiralartig geformter Rohre bestimmt ist. Die Vorrichtung zum Teilen des Rohrs in Segmente enthält ein erstes Messer, das im Inneren des Rohrs angeordnet ist, sowie ein zweites Messer, das außerhalb des Rohrs angeordnet ist. Die Messer und eine Stützwalze bewegen sich axial mit dem Rohr und durchtrennen es. Als technischer Hintergrund sollte auch das Dokument EP-A-714 713 erwähnt werden.
Ein großes Potenzial für kleinkalibrige Spiralrohre besteht auf dem Markt für Filter, so beispielsweise Ölfilter für Kraftfahrzeuge. Diese Filter weisen normalerweise einen perforierten inneren Metallzylinder auf, der einen Durchmesser von ungefähr 25,4 mm (1 Inch) hat. Da Rohre wie die in Ölfiltern eingesetzten in großen Mengen genau und sauber geschnitten werden müssen, ist eine Rohr-Form-und-Schneid-Vorrichtung erforderlich, die schnelle und genaue Schnitte ausführen kann.
Es gibt verschiedene bekannte Verfahren zum Formen und Schneiden eines Rohrs. Ein Rohr kann geformt werden, indem ein fortlaufendes Metallband spiralförmig bzw. schraubenförmig gewickelt wird und aneinandergrenzende Ränder des gewickelten Bandes verbunden werden, um einen spiralförmigen Falz in dem Rohr herzustellen. In einigen Rohr-Form-und-Schneid-Maschinen wird das spiralartig geformte Rohr geschnitten, indem ein Messer außerhalb des Rohrs in eine überdeckende Position zu einem Messer innerhalb des Rohrs bewegt wird. Bei anderen Typen von Spiralrohr- Form-und-Schneid-Maschinen werden mehrere Messer eingesetzt, oder die Messer werden um das Rohr herum gedreht, um das Rohr in Segmente zu schneiden.
Die Genauigkeit eines Schnitts hängt davon ab, ob die Durchbiegung des Rohrs auf ein Minimum verringert wird, wenn das Schneidmesser bzw. die Schneidmesser in Eingriff gebracht werden. In einigen Rohr-Form-und-Schneid-Maschinen kann das Rohr von einer oder mehreren Walzen gegenüber dem äußeren Messer gestützt werden, um der Kraft des Messers entgegenzuwirken, das bei einem Schnitt eingreift. Die Stützwalze kann pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden, um die Walze in die Stützposition bzw. aus ihr heraus zu bringen.
Stützwalzen stützen zwar gegen Durchbiegung in der Richtung der Kraft des Schneidmessers ab, stützen jedoch gegenüber Längsbiegung eines Rohrs während des Schneidvorgangs nicht ab. Für Walzen sind zahlreiche Teile sowie pneumatische oder hydraulische Systeme erforderlich, die sowohl kostenaufwendig als auch sperrig sein können. Des Weiteren kann der Vorgang des Rohrschneidens aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, um die Stützwalzen in eine Stützposition an einem Rohr zu bewegen, langsamer und weniger genau sein als gewünscht. Daher ist eine Rohr-Form-und- Schneid-Maschine mit verbesserter Längsabstützung des Rohrs beim Schneiden erforderlich, die darüber hinaus sowohl schneller als auch genauer ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Formen und Schneiden eines Spiralrohrs. Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit verbesserter Abstützung für Rohr, das zu einem Segment geschnitten wird, gemäß den beigefügten Ansprüchen 1, 7 und 9.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Schneidvorrichtung vorzugsweise ein erstes drehbares Messer, das im Inneren des Spiralrohrs positioniert wird, ein zweites drehbares Messer, das außerhalb des Rohrs positioniert wird, und eine Stützbaugruppe, die in einer unveränderlichen radialen Position in Bezug auf das Rohr befestigt ist. Eine Einrichtung, vorzugsweise eine pneumatisch angetriebene Baugruppe, mit der das äußere Messer in eine überdeckende Beziehung zu dem inneren Messer bewegt wird, bewegt das äußere Messer in eine Schneidposition, während die Stützbaugruppe das Rohr führt und stützt. Die Vorrichtung enthält des Weiteren eine Führungseinrichtung, vorzugsweise eine pneumatisch angetriebene Baugruppe, die die einander überdeckenden Messer und die Stützbaugruppe axial mit dem Rohr bewegt. Die Messer und die Stützbaugruppe wirken zusammen, um das Rohr zu schneiden, wenn sich das Rohr axial bewegt und zwischen dem inneren und dem äußeren Messer, die einander überdecken, dreht. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umschließt die Stützbaugruppe die Außenseite des Rohrs und weist einen ausgesparten Abschnitt auf, der einen Zwischenraum bildet, so dass sich das äußere Messer in eine überdeckende Beziehung zu dem inneren Messer bewegen kann. Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung weist erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren zum Herstellen spiralartig geformter Rohre, wie beispielsweise von Längs-Filterrohren, auf. Der Schneidvorgang kann mit der Schneidvorrichtung der vorliegenden Erfindung beschleunigt werden. Des Weiteren ermöglicht die Stützbaugruppe größere Längsstabilität des Rohrs, wenn dieses geschnitten wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht darüber hinaus die Herstellung einer weniger teuren Form-und-Schneid-Vorrichtung.
Die Erfindung selbst wird zusammen mit weiteren Aufgaben und mit ihr einhergehenden Vorteilen unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen verständlich.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht der hinteren und der rechten Seite der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Ansicht der hinteren Seite der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Ansicht der rechten Seite der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Ansicht der Formkopf-Baugruppe der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung von links.
Fig. 6 ist eine Ansicht der Formkopf-Baugruppe der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung von vorn.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Oberseite der Formkopf-Baugruppe der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines Teils einer Spiralrohr-Formmaschine, die mit der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Fig. 9a-9e sind Schnittansichten der Rand-Form-und-Well-Walzen, die in der Spiralrohr- Formmaschine eingesetzt werden, die mit der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei die Form des Bandrandes zwischen den Walzen dargestellt ist.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht der Führungsplatten und Klemmelemente, die in der Spiralrohr-Formmaschine eingesetzt werden, die mit der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Fig. 11 ist eine Teilseitenansicht der oberen Träger-und-Rohr-Stütz-Baugruppe, wobei sich das äußere Messer in einer Schneidposition befindet.
Fig. 12 ist eine Teilseitenansicht der oberen Träger-und-Rohr-Stütz-Baugruppe, wobei sich das äußere Messer in einer Bereitschaftsposition befindet.
Fig. 13 ist eine als Schnitt ausgeführte Vorderansicht einer Stützbaugruppe zum Einsatz in der Vorrichtung in Fig. 1.
Fig. 14 ist eine vergrößerte Ansicht von Ausschnitt A in Fig. 13.
Bei den Zeichnungen zeigen Fig. 1 und 2 die Kombination 100 aus der Spiralrohr- Formvorrichtung 10 und der verbesserten Teil-Anlage (slitter) 75 der vorliegenden Erfindung. Viele Elemente der Rohr-Formmaschine 10 sind herkömmlich und im US-Patent Nr. 4,567,742, erteilt am 4. Februar 1986, ausführlicher beschrieben. Die Beschreibung der Rohr-Formvorrichtung, die in diesem Patent offenbart ist, wird hiermit durch Verweis einbezogen und integriert. Viele der dort offenbarten Teile können in der vorliegenden Rohr-Formmaschine 10 eingesetzt werden, wenn sie so angepasst werden, dass sie dem 38,1 mm (1,5 Inch) breiten Band 15 und seinen speziellen Rand- und Wellenformen entsprechen, die in der vorliegenden Rohr-Formmaschine 10 eingesetzt werden.
Fig. 8 zeigt einige der Elemente der Rohr-Formmaschine 10. Die Maschine enthält ein Gestell 11 und einen Steuerschrank 12. Eine Steuertafel 13 enthält eine Vielzahl von Steuerelementen 14, wie beispielsweise Knöpfe, Messgeräte und Drehschalter zum Steuern und Überwachen der Funktion der Rohr-Formmaschine 10 und der Teil-Anlage 75. Die Funktionen der verschiedenen Steuerelemente sind im US-Patent Nr. 4,706,481, erteilt am 17. November 1987, beschrieben. Die in diesem Patent enthaltenen Beschreibungen der Steuerelemente werden hiermit durch Verweis einbezogen und integriert.
Ein fortlaufendes Metallband 15 wird in das Gehäuse 11 der Rohr-Formmaschine 10 eingeleitet. Um ein Filterrohr mit einem Durchmesser von 25,4 mm (1 Inch) herzustellen, ist das Band 15 vorzugsweise 38,1 mm (1,5 Inch) breit und perforiert. Das Band 15 kann vor dem Eintreten in die Rohr-Formmaschine 10 oder mittels einer perforierenden Transportwalze in der Rohr-Formmaschine 10 perforiert werden. Wenn der Rohrdurchmesser zunimmt, kann ein breiteres Band 15 eingesetzt werden, wobei dies bevorzugt wird.
Das Metallband 15 durchläuft ein Walzengehäuse 16, das eine Vielzahl von Walzen enthält, die die Ränder des Bandes 15a in eine vorgegebene Form zum Ausbilden des Falzes biegen, und die Wellnuten in dem Metall ausbilden. Fig. 9a-9e zeigen die oberen Rand-Formwalzen 16-u, die unteren Rand-Formwalzen 16-l und Wellwalzen 16-c, die vorzugsweise eingesetzt werden, um die Bandränder und Wellen zum Formen eines Filterrohrs mit einem Durchmesser von einem Inch auszubilden. Das Band 15 durchläuft zunächst die in fig. 9a dargestellten Walzen und anschließend die in Fig. 9b bis 9e dargestellten Walzen. Weitere Informationen über die Funktion und die Wirkungsweise der Rand-Formwalzen und der Wellwalzen sind im US-Patent Nr. 4,567,742 offenbart, das hiermit durch Verweis einbezogen und integriert wird.
Eine untere Transportwalze 17 und eine obere Transportwalze 18 sind drehbar in dem Gestell 11 angebracht. Die Transportwalzen wirken zusammen und ziehen das Metallband 15 in das Gestell 11 und durch das Walzengehäuse 16 hindurch. Die zwei Transportwalzen 17, 18 schieben dann das Metallband 15 zwischen den oberen Führungsplatten 19 und den unteren Führungsplatten 20 hindurch. Die Breite der Transportwalzen 17, 18 und der Führungsplatten sollte so ausgeführt werden, dass sie der Breite des Bandes 15 entspricht. Die unteren Führungsplatten 10 sind, wie in Fig. 10 dargestellt, an dem Gestell 11 mit Schrauben 20a befestigt. Die untere Führungsplatte enthält des Weiteren Nuten, die die Wellen und Ränder aufnehmen, die in dem Band 15 ausgebildet sind. Klemmen 20b sind schwenkbar mit einem Fuß 20c verbunden, der an dem Rahmen 11 angebracht ist. Die Klemmen 20b halten die oberen Führungsplatten 19 an den unteren Führungsplatten 20.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 zu sehen ist, wirken eine Formkopf-Baugruppe 21 und eine Dorn-Baugruppe 22 zusammen und formen das Metallband 15 zu einem Spiralrohr 23. Die Formkopf-Baugruppe 21 enthält einen Untersatz 27, der lösbar an einem Formkopf-Tisch 28 befestigt ist. Eine Klemme 26 dient dazu, den Formkopf- Untersatz 27 an dem Formkopf-Tisch 28 zu befestigen.
Die Formkopf-Baugruppe 21 enthält, wie am besten in Fig. 5 und 6 dargestellt, des Weiteren einen Formkopf 29, der an dem Formkopf-Untersatz 27 festgeschraubt ist. Der Formkopf 29 umschließt eine Längsbohrung 30. Das Metallband 15 wird im Inneren der Längsbohrung 30 zu einem Spiralrohr mit einem Durchmesser von ungefähr 25,4 mm (1 Inch) geformt. Spiralnuten 31 sind in den Formkopf 29 geschnitten, um die Wellen an dem spiralförmig gewickelten Band und dem Spiralrohr 23 aufzunehmen. Tiefere Spiralnuten 32 sind für die geformten Ränder 15a des Bandes 15 und den entstehenden Falz 24 vorhanden. Die inneren Nuten 31 und 32 tragen dazu bei, das spiralförmig gewickelte Band 15 und das Spiralrohr 23 durch den Formkopf 29 zu führen. Der Innendurchmesser der Längsbohrung 30 bestimmt den Außendurchmesser des Spiralrohrs 23. Wenn der Durchmesser des Spiralrohrs verändert werden soll, sollte ein Formkopf 29 mit einer Längsbohrung 30 mit anderem Durchmesser eingesetzt werden. Austauschbare Formköpfe mit unterschiedlichen Durchmessern der Längsbohrung können bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Bei einer Ausführung kann die Rohr-Formvorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um Spiral-Filterrohr mit einem Durchmesser von 25,4-50,8 mm (1 bis 2 Inch) aus einem perforierten Metallband 15 mit einer Breite von 38,1 mm (1,5 Inch) herzustellen. Es ist zu erwarten, das Spiralrohr mit einem Durchmesser bis zu 22,2 mm (&sup7;/&sub8; Inch) mit der Rohr-Formvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Herstellung von perforiertem Filterrohr beschränkt, sondern kann auch so abgewandelt werden, dass größere oder kleinere Rohrdurchmesser hergestellt werden.
Der Formkopf 29 ist mit einem herausnehmbaren Einsatz 33 in Eingriff. Der Einsatz 33 wird durch Bolzen (nicht dargestellt) festgehalten. Der Krümmungsradius des herausnehmbaren Einsatzes 33 ist kleiner als der Krümmungsradius der Längsbohrung 30. Die Innenfläche des herausnehmbaren Einsatzes 33 kann mit einem reibungshemmenden Material beschichtet sein. Der herausnehmbare Einsatz 33 dient dazu, zu verhindern, dass das Metallband 15 hängen bleibt, wenn es um die Längsbohrung 30 des Formkopfes 29 herum transportiert wird.
Das Spiralrohr 23 wird, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 5 zu sehen ist, nicht nur in dem umschlossenen Formkopf 29 geformt, sondern wird gleichzeitig um einen vollständig zylindrischen Dorn 60 herum geformt. Der Zwischenraum zwischen dem Dorn 60 und der Oberfläche der Längsbohrung 30 in dem Formkopf 29 entspricht ungefähr dem Zweifachen der Dicke des Metallbandes plus 0,15-0,08 mm (0,006-0,003 Inch) auf jeder Seite. Der genau eingestellte Zwischenraum zwischen dem Dorn 60 und dem umschlossenen Formkopf 29 ermöglicht größere Genauigkeit beim Herstellen von Rohr mit einem konstanten Durchmesser. Wenn ein zu großer Zwischenraum vorhanden ist, wölbt sich das Band 15 in dem Formkopf. Wenn zu wenig Zwischenraum vorhanden ist, bleibt das Band 15 in dem Formkopf hängen. Eine detailliertere Erläuterung einer geeigneten Rohr-Formvorrichtung findet sich im US-Patent Nr. 4,924,684, das am 15. Mai 1990 erteilt wurde. Die gesamte Offenbarung des US-Patentes Nr. 4,924,684 wird hiermit durch Verweis einbezogen.
Die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung schließt des Weiteren eine Vorrichtung zum Teilen des Spiralrohrs ein, das mit der Rohr-Formvorrichtung 10 hergestellt wurde. Die vorliegende Teil-Vorrichtung 75 enthält viele Elemente der Teil-Vorrichtungen, die in dem US-Patent Nr. 4,706,481 sowie dem US-Patent Nr. 4,924,684 offenbart werden. Die Beschreibungen der Teil-Vorrichtungen, die in diesen Patenten enthalten sind, werden hiermit durch Verweis einbezogen und integriert.
Ein inneres Messer 80 ist, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1-4 zu sehen ist, mit einer Schraube 82 an einem Ausleger 81 angebracht. Eine Scheibe 83 ist zwischen der Schraube 82 und dem inneren Messer 80 angeordnet. Das innere Messer 80 weist eine überdimensionierte Mittelöffnung 84 (nicht dargestellt) auf, die es ermöglicht, die Position des inneren Messers in jeder beliebigen radialen Richtung in Bezug auf die Innenfläche des Spiralrohrs 23 zu verstellen. Im Allgemeinen ist das Messer 80 im Inneren des Spiralrohrs 23 zentriert. Vorzugsweise kann das innere Messer ohne eine überdimensionierte Öffnung 84 in dem Rohr zentriert werden.
Der Ausleger 81 tritt durch den Dorn 60 hindurch und befindet sich frei schwebend in dem Dorn 60. Daher dreht sich der Ausleger 81 nicht notwendigerweise mit dem Dorn, sondern ist so ausgeführt, dass er sich nur während dieses Vorgangs zum Teilen dreht. Der Ausleger kann vorzugsweise passiv gedreht werden, d. h. er wird durch das innere Messer 80 und das äußere Messer 110, die einander überdecken, während des Teil- Vorgangs gedreht. Um die passive Drehung zu ermöglichen, ist das Ende des Auslegers 81 gegenüber dem inneren Messer 80 von kombinierten Nadel/Drucklagern (nicht dargestellt) umgeben. Diese Nadel/Drucklager können von IKO Bearings (Arlington Heights, Illinois) bezogen werden. Die Lager werden in einer Ausleger-Aufnahmebaugruppe 86 von einem ringförmigen Stützelement 87, einer Sicherungsscheibe 88 und einer Sicherungsmutter 89 gehalten.
Die Ausleger-Aufnahmebaugruppe 86 weist ein oberes Segment 90 und ein unteres Segment 91 auf. Jedes Segment weist einen mittigen halbzylindrischen Hohlraum auf, der an dem ringförmigen Stützelement 87 anliegt. Das obere Segment 90 und das untere Segment 91 werden durch eine Vielzahl von Innensechskantschrauben 92 zusammengeklemmt. Das untere Segment 91 ist an einem Anbringungsblock 93 angebracht und mit Innensechskantschrauben 94 daran befestigt. Der Anbringungsblock 93 tritt zwischen Führungswellen 95 hindurch und ist an einem Wellenverbinder 96 mit Innensechskantschrauben (nicht dargestellt) befestigt. Eine Vielzahl von Innensechskantschrauben 97 drückt die Enden des Wellenverbinders 96 um die Führungswellen 95 herum zusammen, so dass der Wellenverbinder 96 axial mit den Führungswellen 95 gleitet. Die Führungswellen 95 treten durch Öffnungen in dem Formkopf-Tisch 28 hindurch und gleiten durch die Lagergehäuse 98, die Baugruppen aus THK-Gleitlagern SC 30 enthalten. Es sind vier derartige Lagergehäuse 98 vorhanden, die jeweils mit Innensechskantschrauben 101 an der Oberseite eines Anbringungsschenkels 99 angebracht sind. Die vier Anbringungsschenkel 99 sind vorhanden, um die Dornbaugruppe 22 und die Teil-Vorrichtung 75 in der richtigen Höhe in Bezug auf den Formkopf-Tisch 28 und das Rohr 23 zu halten. Die Anbringungsschenkel 99 sind mit Innensechskantschrauben 103 an der Grundplatte 102 angebracht. Die Grundplatte 102 ist an der Rohr-Formmaschine 10 angebracht. Ovale Schwenkschlitze (nicht dargestellt) sind in der Grundplatte 102 vorhanden, so dass die Rohr-Schneidvorrichtung um den Mittelpunkt des inneren Messers 80 herum geschwenkt werden kann. Der Großteil der Schrauben, die die verschiedenen Bauteile der Auslegerbaugruppe 86 verbinden, tritt durch ovale Schlitze hindurch, so dass die Position der Bauteile zueinander verstellt werden kann.
Ein äußeres Messer 110 ist im Allgemeinen unter dem inneren Messer 80 und außerhalb des Rohrs 23 angeordnet. Das äußere Messer wird durch eine Sicherungsscheibe und eine Sicherungsmutter 114, die mit der Welle des Messers verbunden sind, in einem vertikalen Halter 111 gehalten. Lager (nicht dargestellt) ermöglichen es, dass sich das äußere Messer 110 passiv dreht, d. h. durch Kontakt mit dem sich drehenden Rohr 23 gedreht wird. Die vertikale Aufnahme 111 ist an einer Gleitlager-Baugruppe 111a (beispielsweise Rollgang von THK vom Typ VRM 3105A) angebracht. Die Gleitlager- Baugruppe 111a ist des Weiteren an dem Mittelabschnitt eines Messer-Gleitblocks 112 angebracht. Der vertikale Halter 111 und das äußere Messer 110 können so in Bezug auf den Messer-Gleitblock 112 nach oben und nach unten gleiten. Der Messer- Gleitblock 112 weist zwei zylindrische Öffnungen auf, durch die die Führungswellen 95 hindurchtreten. Eine Vielzahl von Innensechskantschrauben 113 drücken die Seiten dieser Öffnungen um die Wellen 95 herum zusammen, so dass der Messer-Gleitblock 112 ebenfalls an den Führungswellen 95 befestigt ist und axial mit ihnen gleitet.
Während des Rohrformvorgangs muss das äußere Messer 110 in einer Bereitschaftsposition gehalten werden, in der es das sich spiralförmig bewegende Rohr 23 nicht stört. Wenn der Zeitpunkt zum Schneiden des Rohrs gekommen ist, wird die Klinge des äußeren Messers in eine Schneidposition bewegt, in der sie das Spiralrohr 23 durchsticht und das innere Messer 80 überdeckt (siehe beispielsweise Fig. 11).
Die Klinge des äußeren Messers 110 wird durch die Druckluftzylinder-Baugruppe 116 in ihre Schneidposition und aus ihr heraus bewegt. Diese Baugruppe enthält einen Druckluftzylinder 117, der einen Kolben 118 steuert. Eine untere Gabel 119 ist an dem Kolben 118 und einer Gruppe von Verbindungsstangen 120, 121 angebracht. Die unteren Verbindungsstangen 120 sind schwenkbar mit der Gabel 119 und einem Arm 122 verbunden, der sich von dem Mittelabschnitt des Messer-Gleitblocks 112 aus erstreckt und eine Einheit mit ihm bildet. Die oberen Gelenkstangen 121 sind schwenkbar mit der Gabel 119 und der Unterseite der vertikalen Aufnahme 111 verbunden. So werden, wenn der Kolben 118 vollständig ausgefahren wird, die vertikale Aufnahme 111 und das äußere Messer 110 vertikal in die Schneidposition angehoben, in der die Schneidkanten des inneren und des äußeren Messers einander überdecken und das Rohr 23 durchstechen (siehe Fig. 2 und 4). Wenn der Kolben 118 in den Zylinder 117 zurückgezogen wird, klappen auch die Gelenkstangen 120 und 121 ein und ziehen die vertikale Aufnahme 111 und das äußere Messer 110 nach unten in die Bereitschaftsposition. (siehe Fig. 1).
Eine obere Gabel 123 ist an dem oberen Ende des Zylinders 117 angebracht. Die obere Gabel 123 ist schwenkbar mit einer Gewindewelle 124 verbunden. Muttern 125 befestigen die Gewindewelle 124 an einem Ende eines Zylinder-Stützträgers 126. Das andere Ende des Zylinder-Stützträgers 126 ist an der mittigen Position des Messer-Gleitblocks 112 angebracht. (Die vertikale Halter 111 und die Gleitlager-Baugruppe 111a sind mit der gegenüberliegenden Seite des Messer-Gleitblocks 112 verbunden.) Aufgrund seiner Verbindung mit dem Messer-Gleitblock 112 bewegen sich der Zylinder-Stützträger 126 und die anderen Bauteile der Druckluftzylinder-Baugruppe 116 axial mit den Führungswellen 95. Die Gewindewelle 124 der Druckluftzylinder-Baugruppe 116 ermöglicht es, die Bereitschafts- und die Schneidposition des unteren Messers 110 einzustellen.
Die Teil-Vorrichtung 75 der vorliegenden Erfindung enthält, wie in Fig. 1 dargestellt, des Weiteren eine Rohr-Stützbaugruppe 230. Die Stützbaugruppe 230 enthält eine Stützbuchse 231, die an einem Buchsenhalter 232 angebracht ist. Die Buchse mit Schrauben 235 abnehmbar ist an dem Buchsenhalter 232 angebracht. Der Buchsenhalter 232 ist an einem oberen Träger 233 mit Schrauben 234 befestigt, die sich vertikal durch den Buchsenhalter 232 und den oberen Träger 233 hindurch erstrecken, so dass er in Bezug auf das Rohr 23 in einer radialen Richtung fixiert wird.
Während des Rohr-Formvorgangs wird die Stützbaugruppe 230 in einer unveränderlichen Position gehalten, in der sie dem sich spiralförmig bewegenden Rohr 23 nicht im Weg ist (siehe beispielsweise Fig. 12). Wenn der Zeitpunkt zum Schneiden des Rohrs gekommen ist und das äußere Messer 110 in seine Schneidposition bewegt wird, verhindert die Stützbuchse 231 dort, wo sie mit dem Spiralrohr in Kontakt kommt, dass das Rohr durchgebogen wird (siehe z. B. Fig. 11). Die Stützbuchse 231 ist am Ende des Rohrs angeordnet und umschließt vorzugsweise das Rohr. So verhindert die Stützbuchse 231, dass sich der Ausleger 81 in Reaktion auf die durch das äußere Messer 110 ausgeübte Kraft nach oben oder in Längsrichtung biegt. Des Weiteren verhindert die Buchse, dass das Rohrmaterial an dem Schnittende aufgeweitet wird, während es geschnitten wird.
Bei Rohren mit kleinem Durchmesser (d. h. ungefähr 25,4 mm (1 Inch)) ist es schwierig, den Ausleger 81 steif zu halten, wenn das äußere Messer 110 mit dem Rohr 23 in Eingriff kommt. Wenn sich der Ausleger 81 während des Schneidvorgangs von dem äußeren Messer 110 wegbiegt, bewegen sich das innere und das äußere Messer auseinander und überdecken einander nicht, um das Rohr zu schneiden. Die Stützbuchse 231 hält, indem sie jegliche Biegung des Rohrs einschränkt, das innere und das äußere Messer während des Teilvorgangs in einander überdeckender Beziehung.
Die Stützbuchse 231 wird vorzugsweise aus einem wärmebehandelten Stahl, wie beispielsweise Stahl AIFI A2, hergestellt. Die Buchse 231 umschließt im Wesentlichen das zu schneidende Rohrmaterial. Die Buchse ist so aufgebaut, dass ein vorgegebener Abstand, vorzugsweise 0,13 mm (0,005 Inch) zwischen dem Außendurchmesser des Rohrs und dem Innendurchmesser der Buchse aufrechterhalten wird. Die Buchse weist daher vorzugsweise einen Innendurchmesser 241 auf, der 0,25 mm (0,01 Inch) größer ist als der vorgegebene Außendurchmesser des Rohrs, das geschnitten wird. Es können unterschiedlich große Stützbuchsen 231 hergestellt werden, um die Anforderungen spezieller Rohrdurchmesser zu erfüllen.
Bei einer Ausführung umschließt die Buchse 231 dort, wo das Rohr in die Buchse eintritt, den gesamten Umfang des Rohrs und umschließt dort, wo das äußere Messer mit dem Rohr in Eingriff kommt, ungefähr 270 Grad des Umfangs des Rohrs, so dass ein Zwischenraum verbleibt. Bei einer anderen Ausführung kann die Buchse den gesamten Umfang des Rohrs umschließen, so dass kein Zwischenraum vorhanden ist. Wenn die Ausführung einer Buchse ohne Zwischenraum eingesetzt wird, kommt das äußere Messer außerhalb der Buchse mit dem Rohr in Eingriff.
Fig. 11-12 stellen den verlängerten oberen Abschnitt 236 der Buchse dar. Der obere Abschnitt der Buchse 232 gegenüber dem äußeren Messer 110 hat vorzugsweise eine Breite von 38,1 mm (1,5 Inch) und erstreckt sich axial von ungefähr 33,0 mm (1,3 Inch) hinter der Schneidkante des inneren Messers 80 in Richtung des Rohr-Formabschnitts der Vorrichtung bis ungefähr 5,1 mm (0,2 Inch) an der Schneidkante des inneren Messers vorbei. Die Buchse enthält des Weiteren eine abgekantete bzw. abgeschrägte Aufnahmekante 237. Die abgeschrägte Aufnahmekante erstreckt sich vorzugsweise um den gesamten Innenumfang der Buchse herum und wirkt unterstützend beim Führen des Rohrs durch die Buchse. Der ausgesparte untere Abschnitt 238 schafft den Zwischenraum, den das äußere Messer 110 benötigt, um mit dem Rohr 23 in Eingriff zu kommen.
Die Stützbuchse 231 enthält, wie am besten in Fig. 13 und 14 dargestellt, des Weiteren vorzugsweise eine Winkelkante 240. Die Winkelkante 240 ist an einer Seite des ausgesparten unteren Abschnitts 238 der Buchse 231 angeordnet. Wenn ein Segment des Rohrs sich während eines Schnittes zwischen dem inneren und dem äußeren Messer dreht, können scharfe oder schartige Kanten an den neu ausgebildeten Rohrrändern entstehen. Die Rohr-Form-und-Schneid-Vorrichtung 110 kann zum Stillstand kommen, wenn die scharfen Kanten an der Buchse 230 hängen bleiben, wenn die neu geschnittenen Ränder in der Buchse gedreht werden. Ein allmählicherer Übergang zu dem bevorzugten Zwischenraum von 0,13 mm (0,005 Inch) zwischen der Buchse 231 und dem Rohr wird mit der Winkelkante 240 erreicht. Bei einer Ausführung bildet die Winkelkante 240 einen Winkel von ungefähr 15 Grad zur vertikalen Achse. Bei anderen bevorzugten Ausführungen kann dieser Winkel entsprechend dem Typ des zu schneidenden Materials und den verschiedenen Schneidzwecken optimiert werden. Indem ein allmählicher Übergang für einen neu geschnittenen Rand eines Rohrs, das sich in der Buchse dreht, hergestellt wird, werden mit der Winkelkante mögliche Probleme durch Hängenbleiben auf ein Minimum verringert.
Die Stützbaugruppe 230 ist, wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 zu sehen ist, vorzugsweise an dem oberen Träger 233 angebracht, der mit einander gegenüberliegenden Enden des Messer-Gleitblocks 112 verbunden ist. Der obere Träger 233 enthält ein Portalelement 233-H, das an den oberen Enden von zwei vertikalen Elementen 233- F und 233-B angeschraubt ist. Die Schrauben treten durch ovale Schlitze in dem Portalelement 233-H hindurch, so dass die Position der Stützbuchse winklig verstellt werden kann. Die Stützbuchse ist mit dem Portalelement 233-H über den Buchsenhalter 232 und Trageschrauben 234 verbunden. Jedes vertikale Element des oberen Trägers 233 enthält ovale Schlitze 233-S. Diese ovalen Schlitze 233-S ermöglichen es, die Höhe des Portalelementes 233-H und damit die Position der Stützbaugruppe 230 einzustellen. Obwohl die Stützbuchse 231 in einer radialen Richtung in Bezug auf das Rohr 23 fixiert ist, bewegt sie sich während des Schneidvorgangs in der axialen Richtung des Rohrs, da der obere Träger 233 mit den Führungswellen 95 über den Messer-Gleitblock 112 verbunden ist.
Eine Rutsche 147 ist vorhanden, um Rohrsegmente 23a aufzufangen, die mit der Teil- Vorrichtung 75 abgetrennt worden sind. Die Rutsche 147 weist einen vertikalen Flansch 148 auf, der mit dem Zylinder-Stützträger 126 verbunden ist. So bewegt sich die Rutsche 147 ebenfalls während des Schneidvorgangs zusammen mit den Schneidmessern 80, 110 und der Stützbuchse 231.
Wenn das äußere Messer 110 das Rohr 23 durchsticht und das innere Messer 80 überdeckt, ermöglicht es das Führungswellensystem dem sich axial bewegenden Rohr, die einander überdeckenden Messer und die Stützbuchse sowie die mit ihnen verbundenen Bauteile zusammen mit dem Rohr zu schieben. Eine Axialbewegungszylinder-Baugruppe 150 ist vorhanden, um die axiale Bewegung der Rohr-Schneidvorrichtung 75 zu unterstützen. Diese Baugruppe 150 enthält, wie am besten in Fig. 2 dargestellt, einen Druckluftzylinder 151, der von einem Stück Flachmaterial 152 getragen wird und von einer Mutter 153 festgehalten wird. Das Flachmaterial 152 ist an einem Anbringungsschenkel 99 angebracht. Der Kolben 154 ist mit einem Paar Muttern 156 an einem zweiten Stück Flachmaterial 155 angebracht. Das zweite Stück Flachmaterial 155 ist an dem mittleren Innenabschnitt des Wellenverbinders 96 angeschraubt. Wenn dem Zylinder 151 Luft in einer Richtung zugeführt wird, fährt der Kolben 154 aus dem Zylinder aus und schiebt den Wellenverbinder 96 sowie die damit verbundenen Bauteile in der axialen Richtung des Rohrs 23. Wenn die Luft zu dem Zylinder 151 umgekehrt wird, fährt der Kolben 154 ein und zieht das innere sowie das äußere Messer 80, 110 wieder in ihre Ausgangs- bzw. "Schnittanfangs"-Position.
Ein Anschlag/Stoßdämpfer-Mechanismus 160 ist vorhanden, um die Schnittanfangs- Position des inneren und des äußeren Messers zu fixieren (siehe Fig. 2). Dieser Mechanismus umfasst eine Anbringungsplatte 161, die an dem Formkopf-Tisch 28 angebracht ist. Ein handelsüblicher hydraulisch gedämpfter Puffer 162 erstreckt sich in der axialen Richtung des Rohrs durch die Anbringungsplatte 161 hindurch. Der Puffer 162 wird von Muttern 163 festgehalten, die mit den Gewindeabschnitten des Puffer 162 in Eingriff sind. Eine Kunststoffspitze ist an dem Kolben (nicht dargestellt) des Puffers 162 angebracht. Die Anschlag/Stoßdämpfer-Baugruppe 160 erfüllt zwei Funktionen. Zunächst dient sie als Anschlag, der die Schnittanfangs-Position der Rohr-Teil-Vorrichtung 75 einstellt. Wenn der Kolben 154 axial vollständig eingezogen wird, liegt eine Leiste aus Flachmaterial 165, die an dem oberen Träger 233 angebracht ist, wieder an der Kunststoffspitze 164 des vollständig eingezogenen Puffers 162 an, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. So können die Muttern und die Gewindeabschnitte des Puffers 162 so reguliert werden, dass sie die Schnittanfangs-Position einstellen. Zweitens schiebt, wenn der Kolben 154 ausfährt und den oberen Träger 233 sowie die flache Leiste 165 von dem Anschlag/Stoßdämpfer-Mechanismus 160 wegschiebt, eine Feder (nicht dargestellt) in dem Puffer 162 seinen Kolben (nicht dargestellt) und die Kunststoffspitze 164 aus dem Puffer 162. Wenn der obere Träger 233 und die flache Leiste 165 in die Schnittanfangs- Position zurückkehren, schieben sie die Kunststoffspitze 164 und ihren Kolben in den Puffer 162 hinein, bis der obere Träger 233 in die Schnittanfangs-Position zurückkehrt. Während der Kolben wieder in den Puffer 162 zurückgeschoben wird, übt er eine hydraulische Dämpf- bzw. Stoßdämpfwirkung auf den oberen Träger 233 und die damit verbundenen Bauteile aus.
Ein Näherungssensor 170 ist ebenfalls in der Anbringungsplatte 161 an den Anschlag/Stoßdämpfer-Mechanismus 160 angrenzend angebracht. Der Näherungssensor 170 ist mit der Teil-Anlagen-Steuerschaltung verbunden und verhindert, dass der Teil-Vorgang beginnt, wenn sich die Teil-Anlage nicht vollständig wieder in ihre Schnittanfangs- Position bewegt hat. Wenn sich die Teil-Anlage nicht in ihrer Schnittanfangs-Position befindet und der Teil-Vorgang beginnt, erreicht der Axialbewegungs-Kolben 154 das Ende seines Hubs, bevor das Rohr 23 vollständig durchtrennt ist.
Es ist anzumerken, dass viele der Bauteile der Rohr-Formvorrichtung und der Teil- Vorrichtung 75 aus Werkzeugstahl (58º-62º HRC), CRS oder Mehanite bestehen.
Die Funktion der Rohr-Formvorrichtung 10 und der Teil-Vorrichtung 75 der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben. Die Funktion ähnelt in vieler Hinsicht der ausführlich im US-Patent Nr. 4,567,742 sowie dem US- Patent Nr. 4,706,481 beschriebenen. Die Beschreibungen der Funktion der in diesen Patenten offenbarten Vorrichtungen werden hiermit durch Verweis einbezogen und integriert.
In der kombinierten Rohr-Form/Teil-Anlage 100 wird ein perforiertes Band aus Metall 15 durch die Transportwalzen 17 und 18 in das Walzengehäuse 16 hineingezogen. In dem Walzengehäuse 16 wird das Band gewellt, und die Ränder des Bandes werden in die Formen gebracht, die gewünscht werden, um einen Spiralfalz herzustellen. Transportwalzen 17 und 18 schieben dann das gewellte und kantengeformte Band durch die Führungsplatten 19 und 20 und in die Formkopf-Baugruppe 21 hinein. Das Band wird um den drehbaren Dorn 60 und in die Längsbohrung 30 des Formkopfes 29 hineintransportiert. Das Metallband wird zwischen dem Dorn 60 und im Innern der Längsbohrung 30 des Formkopfes 29 transportiert. Das Metallband wird zwischen dem Dorn 60 und dem Formkopf 29 spiralartig transportiert, so dass die äußeren Ränder des Bandes spiralartig aneinander positioniert werden. Die Falzwalzen 36 und 37 wirken zusammen und falzen die aneinandergrenzenden, in Eingriff befindlichen Ränder des spiralartig gewickelten Bandes. Die Falz-Schließwalzen 52 drücken die gefalzten Bandkanten an den Dorn 60 zusammen, so dass ein dichter Falz 24 entsteht. Während des Rohr-Formvorgangs kann der Dorn 60 passiv gedreht und geschwenkt werden, so dass Reibung wegfällt, die ansonsten dazu führen könnte, dass das spiralförmig gewickelte Band und das Rohr zwischen dem Dorn 60 und dem Formkopf 29 hängen bleiben.
Wenn der Vorgang zum Herstellen des Spiralrohrs fortgesetzt wird, bewegt sich das Rohr 23 spiralartig aus dem Formkopf-Block 29 heraus. Das heißt, das Rohr 23 bewegt sich in seiner axialen Richtung, während es sich dreht. Während des Rohrherstellungsvorgangs befindet sich das äußere Messer 110 in seiner Bereitschaftsposition sowie in der Schnittanfangs-Position. Daher sind die Kolben der Druckluftzylinder-Baugruppen 116, 150 vollständig eingefahren. Wenn das Rohr 23 seine gewünschte Länge erreicht hat, wird Luft in beide Druckluftzylinder-Baugruppen geleitet, um ihre entsprechenden Kolben vollständig auszufahren. So schiebt die Druckluftzylinder-Baugruppe 116 das äußere Messer 110 nach oben, so dass es das Rohr 23 durchsticht und das innere Messer 80 überdeckt. Die Druckluftzylinder-Baugruppe 150 fährt ihren Kolben aus, der alle mit den Führungswellen 95 verbundenen Bauteile einschließlich des inneren und des äußeren Messers sowie der Stützbuchse in der axialen Richtung des Rohrs schiebt. Wenn die Rohr-Formmaschine 10 das Rohr 23 weiter spiralförmig herstellt, bewegt sich das Rohr axial mit dem inneren Messer 80 und dem äußeren Messer 110, die einander überdecken, und dreht sich mit ihnen. Nachdem das Rohr eine Umdrehung abgeschlossen hat, ist der Abschnitt des Rohrs 23a vor den einander überdeckenden Messern vollständig abgetrennt und fällt in die Rutsche 147 hinein.
Wenn der Schneidvorgang abgeschlossen ist, wird die den Druckluftzylinder-Baugruppen 116, 150 zugeführte Luft umgekehrt. Dadurch wird das äußere Messer 110 in seine Bereitschaftsposition zurückgeführt, und der Kolben 154 zieht alle mit den Führungswellen 95 verbundenen Bauteile einschließlich beider Messer und der Stützbuchse wieder in die Schnittanfangs-Position.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 8 zu sehen ist, ist, um die Schneidvorrichtung 75 automatisch zu betreiben, ein elektrischer Codegeber 27' mit der unteren Transportwalze 17 der Rohr-Herstellungsmaschine 10 über einen Scheibenriemen 28' verbunden. Der Codegeber 27' erzeugt Impulse, die der Anzahl der Umdrehungen der unteren Transportwalze 17 entsprechen. Diese Impulse werden über ein Kabel 29' zu einem Steuerkasten 44' übertragen. Der Steuerkasten 44' ist so programmiert, dass er auf einen ersten Impuls-Zählwert, der der gewünschten Länge des Rohrs entspricht, einen zweiten Impuls-Zählwert, der einem Abbrems-Punkt für die Rohrherstellung entspricht, und einen dritten Impuls-Zählwert prüft, der dem Betrag der axialen Bewegung des Rohrs entspricht, der erforderlich ist, um das Rohr vollständig mit der Schneidvorrichtung 75 zu schneiden. Drei Zähler 45', 46' und 47' sind in dem Steuerkasten 44' enthalten. Diese Zähler können jeweils um einen Impuls weiter- oder zurückgeschaltet werden. Der erste Impuls-Zählwert (d. h. Rohrlänge) wird mit dem ersten Zähler 45' eingestellt, der zweite Impuls-Zählwert (d. h. Abbrems-Punkt) wird mit dem zweiten Zähler 46' eingestellt, und der dritte Impuls-Zählwert (d. h. Schnittlänge) wird mit dem dritten Zähler 47' eingestellt. Der Steuerkasten 44' sendet in Reaktion auf den ersten, den zweiten und den dritten Impuls-Zählwert 117, 151 Druckluftsignale zu den Druckluftzylindern über die Leitung 48'.
Der Steuerkasten 44' weist des Weiteren vier Steuerschalter 147', 148', 149' und 150' auf. Ein erster Steuerschalter 147' wählt manuelle oder automatische Steuerung der Rohr-Schneidvorrichtung 75 aus. Im manuellen Betrieb können mit dem zweiten, dem dritten und dem vierten Steuerschalter 148', 149' und 150' die Druckluftzylinder 117, 151 manuell betätigt werden. Das heißt, mit dem zweiten Steuerschalter 148' kann die Kolbenstange 118 in ihren Zylinder 117 und aus ihm heraus bewegt werden und damit das äußere Messer 110 in seine Schneidposition und aus ihr heraus bewegt werden. Mit dem dritten Steuerschalter 149' kann der Kolben 144 in seinen Zylinder 151 und aus ihm heraus bewegt werden, um so das innere Messer 80, das äußere Messer 110 und die Stützbuchse 231 in der axialen Richtung des Rohrs 23 zu verschieben. Wenn der erste Steuerschalter 147' in den automatischen Modus gebracht wird, werden der zweite, der dritte und der vierte Steuerschalter 148', 149' und 150' deaktiviert, und alle drei Zähler 45', 46' und 47' werden auf Null zurückgesetzt. Die Rohr-Schneidvorrichtung 75 schneidet dann automatisch das Rohr 23 in Segmente 23a, wenn das Rohr auf der Rohr- Formvorrichtung 10 hergestellt wird.
Die Steuertafel 13 ist mit einem An/Aus-Schalter für die Rohr-Schneidmaschine 75 und drei Geschwindigkeitseinstellknöpfen 135', 136' und 137' versehen. Der erste Geschwindigkeitseinstellknopf 135' steuert die Herstellungsgeschwindigkeit des Rohrs, während es mit der Rohr-Formmaschine 10 geformt wird. Der zweite Geschwindigkeitseinstellknopf 136' steuert die Geschwindigkeit, mit der das Rohr hergestellt wird, bevor sich das äußere Messer 110 aus seiner Bereitschaftsposition in seine Schneidposition bewegt. Um konstant Rohrsegmente herzustellen, die auf die gleiche Länge geschnitten werden, ist es wichtig, dass sich das Rohr 23 mit einer konstanten, relativ langsamen Geschwindigkeit bewegt, während sich das äußere Messer 110 aus seiner Bereitschaftsposition in die Schneidposition bewegt. Durch eine relativ niedrige Geschwindigkeit wird die Auswirkung möglicher Impulszählfehler auf die Länge der Rohrsegmente 23a auf ein Minimum verringert. So wird vorzugsweise, ehe das äußere Messer 110 in die Schneidposition bewegt wird, die Rohrherstellung von ihrer schnellsten, effizientesten Herstellungsgeschwindigkeit auf eine vorübergehende "Abbrems-Geschwindigkeit" abgesenkt. Mit dem zweiten Geschwindigkeitseinstellknopf 136' wird diese Abbrems- Geschwindigkeit gesteuert. Der dritte Geschwindigkeitseinstellknopf 137' steuert die Geschwindigkeit der Rohrherstellung, während sich das äußere Messer 110 in die Schneidposition bewegt und in dieser befindet, in der es mit dem inneren Messer 80 und der Stützbuchse 231 zusammenwirkt, um das Rohr 23 zu schneiden. Die Schneidgeschwindigkeit wird normalerweise auf die Hälfte der Herstellungsgeschwindigkeit eingestellt, oder auf eine andere passende Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeitseinstellknöpfe 135', 136', 137' können verwendet werden, um die Herstellungsgeschwindigkeit, die Abbrems-Geschwindigkeit und die Schneidgeschwindigkeit der Rohr- Schneidvorrichtung 75 sowohl während der manuellen als auch der automatischen Betriebsart einzustellen.
Die Schneidvorrichtung 75 arbeitet im automatischen Modus auf folgende Weise mit der Form-Herstellungsmaschine 10 zusammen. Der Vorgang zum Formen des Spiralrohrs wird mit der Rohr-Formmaschine 10 auf bekannte Weise in Gang gesetzt. Wenn der vordere Rand 23 aus dem Formkopf 29 auszutreten beginnt, wird die Rohr-Herstellungsmaschine vorübergehend angehalten, und die Rohr-Schneidvorrichtung 75 wird in Gang gesetzt, indem der An-/Aus-Schalter an der Steuertafel 13 angeschaltet wird. Die Druckluftzylinder-Baugruppen 116, 150 werden in Funktion gesetzt, so dass sie ihre Ausgangspositionen einnehmen und das äußere Messer 110 das innere Messer 80 nicht überdeckt. Der erste Zähler 45', der zweite Zähler 46' und der dritte Zähler 47' werden auf Null gesetzt. Luft wird in den Axialbewegungs-Zylinder 151 geleitet, um den Kolben 154 vollständig einzuziehen, so dass sich das innere und das äußere Messer in der Schnittanfangs-Position befinden.
Normalerweise wird die Rohr-Schneidvorrichtung 75 zunächst im manuellen Modus betrieben, um einige Rohrsegmente zu schneiden und die optimalen Positionseinstellungen für das innere Messer 80, das äußere Messer 110 und die Stützbuchse 231 zu bestimmen. Die Rohr-Schneidvorrichtung 75 wird dann einige Male in den automatischen Modus versetzt und wieder zurückgesetzt, um die optimalen Einstellungen für die Herstellungsgeschwindigkeit, die Abbrems-Geschwindigkeit, die Schneidgeschwindigkeit und die Impuls-Zählwerte für die Rohrlänge, den Abbremspunkt und die Schnittlänge zu ermitteln. Wenn diese Variablen bestimmt sind, ist die Rohr-Schneidvorrichtung 75 bereit für den kontinuierlichen automatischen Betrieb.
Bei einem typischen Beispiel für den automatischen Betrieb kann der erste Zähler 45' auf 1250 Impulse für die Rohrlänge eingestellt werden, der zweite Zähler 46' kann auf 1100 Impulse für den Abbremspunkt eingestellt werden, und der dritte Zähler 47' kann auf 375 Impulse für die Schnittlänge eingestellt werden. Ein Schneidzyklus beginnt, indem alle drei Zähler 45', 46', 47' auf Null zurückgesetzt werden und der Teil des Rohrs 23 abgeschnitten wird, der sich über das innere und das äußere Messer in der Schnittanfangsposition hinaus erstreckt. Dieser Teil des Rohrs wird als das "Vorlauf-Segment" bezeichnet.
Wenn der Impuls-Zählwert in allen drei Zählern Null beträgt, sendet der Steuerkasten 44' ein erstes Druckluft-Impulssignal über Leitung 48' an die Druckluftzylinder-Baugruppe 116. So wird der Kolben 118 in Gang gesetzt und in seine ausgefahrene Position nach unten geschoben. Das äußere Messer 110 wird so in die Schneidposition bewegt, in der die Schneidkanten des inneren und des äußeren Messers das Rohr 23 durchstechen. Durch das erste Druckluft-Impulssignal wird darüber hinaus die Richtung der dem Axialbewegungs-Zylinder 151 zugeführten Luft umgekehrt, so dass der Kolben 154 den Wellenverbinder 96 und alle mit den Führungswellen 95 verbundenen Bauteile axial mit dem Rohr schiebt. Die Rohr-Formmaschine 10 fährt fort, das Rohr 23 spiralförmig herzustellen. So bewegt sich das Rohr 23 axial mit dem inneren Messer 80 und dem äußeren Messer 110, die einander überdecken, und dreht sich zwischen ihnen. Der Codegeber 27' erzeugt eine Impulsfolge, die der Länge des nächsten hergestellten Rohrsegmentes entspricht, dessen vorderer Rand sich an den einander überdeckenden Messern befindet. Dieses Rohrsegment wird als das "neue Segment" bezeichnet. Alle drei Zähler 45', 46', 47' zählen gemeinsam, wenn das neue Rohrsegment geformt wird und das Vorlaufsegment des Rohrs abgetrennt wird.
Die Führungswellen 95 ermöglichen es dem inneren und dem äußeren Messer, sich unter der Wirkung der Kräfte, die von dem neuen Rohrsegment erzeugt werden, das auf die einander überdeckenden Messer und die Verlängerung des Axialbewegungs- Kolbens 154 drückt, sich in der axialen Richtung zu bewegen. So wirken das innere Messer 80, das äußere Messer 110 und die Stützbuchse 231 zusammen und schneiden den gesamten Umfang des vorlaufenden Segments des Rohrs, wenn sich das Rohr axial??bewegt??und??sich??zwischen??dem??inneren??und??dem??äußeren??Messer entspricht, die etwas mehr als einer Rohrumdrehung entspricht. Im Allgemeinen wird eine gewisse Überlappung in dem Schnitt bevorzugt, um zu gewährleisten, dass das vorlaufende Rohrsegment vollständig abgetrennt wird.
Wenn der dritte Impuls-Zählwert erreicht ist, hört der dritte Zähler 47' auf zu zählen, jedoch zählen der erste und der zweite Zähler 45' und 46' weiter, wenn das neue Rohrsegment weiter hergestellt wird. Des Weiteren sendet der Steuerkasten 44' auf der Leitung 48' ein zweites Druckluft-Impulssignal an die Druckluftzylinder-Baugruppen 116, 150. Dieses zweite Druckluft-Signal zeigt an, dass der Schneidvorgang abgeschlossen ist, und betätigt die Druckluftzylinder 117, 151 so, dass sie ihre entsprechenden Kolben vollständig einziehen. Das äußere Messer 110 wird dann in seine Bereitschaftsposition bewegt. Die dem Zylinder 151 zugeführte Luft wird ebenfalls umgekehrt, so dass der Kolben 154 die Schneidbaugruppe 75, die an den Führungswellen 95 angebracht ist, wieder in ihre Schnittanfangs-Position zieht. Wenn der dritte Impuls-Zählwert erreicht ist, wird das neue Rohrsegment auch nicht mehr mit der Schneidgeschwindigkeit hergestellt, sondern von nun an mit der Herstellungsgeschwindigkeit geformt.
Das neue Rohrsegment wird weiter mit der Herstellungsgeschwindigkeit hergestellt, und der erste sowie der zweite Zähler 45', 46' zählen weiter Impulse, bis der zweite Impuls- Zählwert erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Abbremspunkt erreicht. Der zweite Zähler 45' hört auf zu zählen, und das neue Rohrsegment wird bei der Abbremsgeschwindigkeit geformt.
Das neue Rohrsegment wird weiter bei der Abbremsgeschwindigkeit geformt, und der erste Zähler 45' zählt weiter Impulse, bis der erste Impuls-Zählwert erreicht ist. Der erste Impuls-Zählwert zeigt an, dass das neue Rohrsegment seine gewünschte Länge erreicht hat. Wenn der erste Impuls-Zählwert erreicht ist, werden alle drei Zähler auf Null zurückgesetzt, und der soeben beschriebene Schneidvorgang wird für das neue Rohrsegment wiederholt. Der gleiche Schneidvorgang wird wiederholt, wenn weitere Rohrsegmente hergestellt werden.
Der soeben für die Rohr-Schneidmaschine 75 beschriebene Steuerablauf wird im allgemeinen bevorzugt, da die Impuls-Zählwerte für die Rohrlänge, für den Abbremspunkt und die Schnittlänge unabhängig voneinander eingestellt werden können, und die und die Schnittlänge unabhängig voneinander eingestellt werden können, und die Schnittlänge automatisch bei der Rohrlänge berücksichtigt wird. Des Weiteren wird der obenstehende Steuerablauf zum Schneiden des Spiralrohrs in Segmente von bis zu ungefähr 1,5 m (5 Fuß) Länge bevorzugt. Bei längeren Rohrsegmenten kann der erste Impuls-Zähler weggelassen werden, und ein Grenzschalter, der mit dem Rohr-Ablauftisch verbunden ist, kann eingesetzt werden, um anzuzeigen, dass die gewünschte Rohrlänge erreicht ist. Andere Steuerabläufe und Überlegungen sind im US-Patent Nr. 4,823,579 offenbart, das am 25. April 1989 erteilt wurde. Die in diesem Patent offenbarten Steuerabläufe werden durch Verweis einbezogen.
Eine verbesserte Vorrichtung zum Formen und Schneiden von Spiralrohren ist oben beschrieben. Die Vorrichtung enthält eine Rohr-Stützbaugruppe, die auf einfache Weise ein Rohr zusätzlich stützt, während es geschnitten wird. Da bei einer bevorzugten Ausführung die Stützbaugruppe das Rohr an dem geschnittenen Ende umschließt, wird jegliche Rohrbiegung, die durch die Kraft der einander überdeckenden Messer erzeugt wird, auf ein Minimum verringert, und die Schneidgenauigkeit wird verbessert.
Es versteht sich, dass Veränderungen und Abwandlungen an der oben beschriebenen bevorzugten Ausführung für den Fachmann auf der Hand liegen. Die obenstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, und die folgenden Ansprüche sollen den Schutzumfang der Erfindung definieren.

Claims

1. Vorrichtung zum Schneiden von spiralförmig geformtem Rohr (23), wobei sich das Rohr (23) in einer axialen Richtung bewegt und sich dreht, während es geformt wird, die umfasst:

ein inneres drehbares Messer (80), das im Inneren des Rohrs (23) angeordnet ist;

ein äußeres drehbares Messer (110), das außerhalb des Rohrs (23) angeordnet ist;

eine Rohr-Stützbaugruppe (230), die außerhalb des Rohrs (23) in einer unveränderlichen radialen Position in Bezug auf das Rohr (23) angeordnet ist, wobei die Stützbaugruppe (230) während des Rohr-Formvorgangs in einer unveränderlichen Position gehalten wird;

eine Einrichtung (116), mit der das äußere Messer (110) an eine Position bewegt wird, an der es das innere Messer (80) überdeckt; und

eine Führungseinrichtung (95), die es dem inneren Messer (80), dem äußeren Messer (110) und der Stützbaugruppe (230) ermöglicht, sich in der axialen Richtung des Rohrs (23) zu bewegen, so dass das innere und das äußere Messer (80, 110) zusammenwirken und das Rohr (23) schneiden, wenn das äußere Messer (110) das innere Messer (80) überdeckt, und sich das Rohr (23) axial bewegt und zwischen dem inneren und dem äußeren Messer (80, 110) dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbaugruppe (230) des Weiteren eine Stützbuchse (231) und einen Stützbuchsen-Halter (232) umfasst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rohr (23) einen vorgegebenen Durchmesser hat und die Stützbaugruppe (230) einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Rohrs (23).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützbaugruppe (230) den Umfang des Rohrs (23) umschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützbuchse (231) des Weiteren eine Winkelkante (240) umfasst, die verhindert, dass das Rohr (23) festklemmt, während es geschnitten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützbaugruppe (230) des Weiteren einen ausgesparten Abschnitt (238) umfasst, der einen Zwischenraum bildet, der es dem äußeren Messer (110) ermöglicht, mit dem Rohr (23) in Eingriff zu kommen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützbaugruppe (230) des Weiteren eine abgeschrägte Aufnahmekante (237) umfasst.

7. Vorrichtung zum Schneiden von spiralförmig geformtem Rohr (23), wobei sich das Rohr (23) in einer axialen Richtung bewegt und dreht, während es geformt wird, die umfasst:

einen drehbaren Ausleger (81), der im Inneren des Rohrs (23) zu positionieren ist;

ein inneres Messer (80), das an dem Ausleger (81) befestigt ist und sich mit dem Ausleger (81) dreht;

eine Rohr-Stützbaugruppe (230), die außerhalb des Rohrs angeordnet ist, wobei die Rohr-Stützbaugruppe (230) in Bezug auf das Rohr (23) radial fixiert ist und die Stützbaugruppe (230) während des Rohr-Formvorgangs in einer unveränderlichen Position gehalten wird;

eine Führungseinrichtung (95), die es dem Ausleger (81), dem inneren Messer (80), dem äußeren Messer (110) und der Stützbaugruppe (230) ermöglicht, sich in der axialen Richtung des Rohrs (23) zu bewegen, so dass das innere und das äußere Messer (80, 110) zusammenwirken und das Rohr (23) schneiden, wenn das äußere Messer (110) das innere Messer (80) überdeckt und sich das Rohr (23) axial bewegt und zwischen dem inneren und dem äußeren Messer (80, 110) dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbaugruppe (230) eine Stützbuchse (231) und einen Stützbuchsen-Halter (232) umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das innere Messer (80) und das äußere Messer (110) durch Kontakt mit dem sich drehenden Rohr (23) drehend angetrieben werden.

9. Vorrichtung zum Formen und Schneiden von Spiralrohr aus einem Metallband (15), wobei sich das Rohr (23) in einer axialen Richtung bewegt und sich dreht, während es geformt wird, die umfasst:

einen schwenkbaren, passiv drehbaren Dorn (60);

einen Formkopf (29) mit einer Längsbohrung (30);

eine Einrichtung, mit der das Metallband (15) um den Dorn (60) herum und im Inneren der Längsbohrung (30) des Formkopfes (29) zu einem spiralförmigen Zylinder bewegt wird, wobei die äußeren Ränder des Bandes (15) in Eingriff sind;

eine Einrichtung, die von dem Dorn (60) getrennt ist, um die in Eingriff befindlichen Ränder des Bandes (15) zusammenzudrücken und einen Falz in einem Spiralrohr (23) auszubilden;

einen drehbaren Ausleger (81), der im Inneren des Dorns (60) angeordnet ist;

ein äußeres drehbares Messer (110), das außerhalb des Dorns (60) angeordnet ist;

eine Rohr-Stützbaugruppe (230), die außerhalb des Dorns (60) in einer unveränderlichen radialen Position in Bezug auf das Rohr (23) angeordnet ist, wobei die Stützbaugruppe (230) während des Rohr-Formvorgangs in einer unveränderlichen Position gehalten wird;

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das äußere Messer (110) außerhalb des Rohrs (23) gegenüber dem inneren Messer (80) angeordnet ist und die Rohr-Stützbaugruppe (230) Durchbiegen des Rohrs (23) von dem äußeren Messer (110) weg auf ein Minimum verringert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Stützbaugruppe (230) des Weiteren eine Stützbuchse (231) und einen Stützbuchsen-Halter (232) umfasst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Rohr (23) einen vorgegebenen Durchmesser hat und die Stützbaugruppe (230) einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Rohrs (23).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Innendurchmesser der Stützbaugruppe (230) 0,254 mm (0,010 Inch) größer ist als der Durchmesser des Rohrs (23).

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Stützbaugruppe (230) den Umfang des Rohrs (23) umschließt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Stützbuchse (231) des Weiteren eine Winkelkante (240) umfasst, die verhindert, dass das Rohr (23) festklemmt, während es geschnitten wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Stützbaugruppe (230) des Weiteren einen ausgesparten Abschnitt (238) umfasst, der einen Zwischenraum bildet, der es dem äußeren Messer (110) ermöglicht, mit dem Rohr (23) in Eingriff zu kommen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Stützbaugruppe (230) des Weiteren eine abgeschrägte Aufnahmekante (237) umfasst.