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Verfahren zur Herstellung von Metallschläuchen großer Länge in ununterbrochenem
Arbeitsgange Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zur Herstellung
von Metallschläuchen, im nachstehenden auch Faltenrohre genannt, bezweckt die Gewinnung
von Schläuchen oder Faltenrohren sehr großer Länge in ununterbrochenem Arbeitsgange
unter Erhöhung der Elastizität des Schlauchgefüges bekannten Metallschläuchen- gegenüber
und ferner unter Nutzbarmachung von Werkstoffen, die für nahtlos gezogene Rohre
oder gasgeschweißte Rohre nicht in Frage kommen, dagegen für die Anwendung der elektrischen
Schweißung vorzüglich geeignet sind, nämlich nicht rostender Stahl und Monelmetall.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Metallschläuchen
durch schraubengangförmiges= Wickeln eines wellenförmig profilierten Metallbandes
vorgeschlagen worden, nach welchem die das Wellental bildenden Bandränder sich überlappen
und wobei die im Wellental liegende Überlappungsstelle in der Weise durch elektrische
Verschweißung geschlossen wird, daß das Band auf einem die Innenelektrode bildenden
Dorn schraubengangförmig aufgewickelt und sodann durch eine die Außenelektrode bildende
Rolle verschweißt wird. Dabei ist dem Wickelband eine solche Form gegeben, daß für
die Verschweißung der Bandränder die den Bearbeitungsraum einschließenden Schenkel
der benachbarten Bandprofile eine vom Wellental nach außen auseinandergehende Lage
zueinander einnehmen, was bezweckt, der Elektrodenrolle einen größeren Querschnitt
zu verleihen und so eine Verschweißung ohne
allzu großen Verschleiß
der Elektroclenrolle zu ermöglichen. Die endgültige Lage der Profilschenkel des
Bandes wird dann in belmmiter Weise-durch Stauchen des Schlauchgebildes in dessen
Längsrichtung herbeigeführt.
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In der Praxis haben sich indessen bei diesem Verfahren in mehrfacher
Hinsicht wesentliche Nachteile gezeigt. Zunächst macht sich der Übelstand geltend,
daß eine sichtbare Kontrolle der Schweißung erschwert ist, da die Elektrodenrolle
von den seitlichen Schen-Izeln der Schlauchwellen eingeschlossen ist. Ferner sitzt
das geschweißte Schlauchgebilde so fest auf dein Dorn, daß es von diesem kaum entfernbar
ist. Ferner erwies sich das nachträgliche Aufrichten der Schenkel als sehr -schwierig.
Das Aufrichten der Schenkel aus der schrägen Lage in eine Lage senkrecht zur Rohrachse
durch nachträgliches Stauchen des Schlauchgebildes in axialer Richtung bedingt nämlich
eine Dehnung des Wellenberges und eine Stauchung des Wellentales. Dabei neliinen
die Wellenschenkel eine unförmige Gestalt an, da der Widerstand, welcher diese Dehnung
bzw. Stauchung verursacht, nicht überwunden werden kann. Sind also die Schenkel
nur wenig schräg, so ist der Quer--schnitt der Schweißelektrode ungenügend und ihr
Verschleiß sehr groß, sind die Schenkel aber genügend schräg gestellt, so läßt sich
diese Form schwer zu einem enggewellten Schlauchgebilde finit gleichmäßiger Wellung
umformen.
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Der schwächste Punkt jedes Faltenrohres liegt bekanntlich ein Wellental,
weil das Wellental beim Biegen des Faltenrohres am stärksten beansprucht wird. Mit
dein geschilderten Verfahren wurde bezweckt, das Wellental zu verstärken, indem
es durch die Überlappung dicker wurde, und es wurde erwartet, daß nun die Elastizität
speziell von den Schenkeln des Faltenrohres erzeugt würde. Es hat sich aber gezeigt,
daß es nicht empfehlenswert ist, die Schweißnaht auf die am stärksten beanspruchte
Stelle des Faltenrohres zti '-erlegen. Wohl wird zufolge der Verstärkung des Wellentales
die Biegebeanspruchung vom Wellental selbst ferngehalten, aber dafür leiden die
unmittelbar angrenzenden Teile uni so mehr: der Übergang vom verstärkten Wellental
zur einfachwandigen Seitenwand der Wellung wirkt sich in diesem Falle geradezu als
Schwächung aus, was noch dadurch in schädlichem Sinne begünstigt wird, daß die an
die überlappung angrenzenden Stellen des Bandes durch die Schweißhitze ausgeglüht
werden und daher der Erweichung unterliegen.
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Die Schweißung muß also auf alle Fälle auf dem Wellenberg vorgenommen
werden. Nun bietet aber die Schweißung auf dein Wellenberg ebenfalls Schwierigkeiten,
vor allem den bereits erwähnten Übelstand, das geschweißte Gebilde wieder vorn Dorn
herunterzubringen.
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Erfindungsgemäß werden die geschilderten und andere Übelstände dadurch
beseitigt, daß ein Bandprofil benutzt wird, das beine Wickeln auf dein Mantel der
Wulst des die Innenelektrode bildenden Dornes aufliegt, wohingegen den Schenkeln
des Bandes finit Bezug auf die Seitenwandungen der Dornwulst ein freies Spiel gelassen
ist. Dadurch ist es ermöglicht, an dem so gewonnenen Faltenrohr mittels eines oder
auch mehrerer Paare von Kalibrierrollen ein aufeinanderfolgendes Zusammenziehen
der Wellen und dadurch das Abheben (Lüften) der Wellenberge des Faltenrohres von
den Dornwulsten herbeizuführen, womit das leichte Herausschrauben des Dornes aus
dem fertiggestellten Schlauch ermöglicht ist. Denn es ist zu würdigen, daß die Elastizität
von Faltenrohren in axialer Richtung recht hoch, demgemäß der Druck der Wellenschenkel
gegen die Seitenwandungen der Dornwulste iiur'gering ist, womit also alle Festkleininstellen
vom Druck der Faltenrohrwandungen genügend entlastet sind, um das leichte Lösen
des fertigen Schlauches vorn Dorn zu gewährleisten.
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Zur Ausübung des Verfahrens bedient man sich zweckmäßig einer Vorrichtung,
die sich darin kennzeichnet, daß an der Formspindel eine oder mehrere Kalibrierwalzen
vorgesehen sind, deren Ringnut enger ist als das Profil des Wellenberges des vorgeformten
Bandstreifens, zum Zwecke der Auflockerung und endgültigen Formung der Schlauch-«-ellen.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. i eine schematische Darstellung
des neuen Verfahrens und der dazu verwendeten Vorrichtung.
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Abb. 2 ist ein Ouersehnitt nach der Linie u-h der Abb. i und Abb.
3 ein Querschnitt nach der Linie c-(1 der Abb. i.
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Abb.-l zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung des Profils
des Bandes nach dein Aufwickeln auf dem Band und das Verschweißen der überlappten
Naht, während Abb. 5 das Profil des Faltenrohres nach dein Kalibrieren erkennen
läßt.
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i und i' sind Lager zur Aufnahme der Hohlspindel -2. Diese wird durch
eine Rieinenscheibe 3 oder auf andere Art angetrieben. In der Hohlspindel: befindet
sich ein keilförmiger Vorsprung d. (Abb. 2), welcher in einer entsprechenden Nut
der Welle ;gleitet. Die Welle 5 besitzt einen Kopf 6 zur Aufnahmt
des
Dornes 7, welcher gleichzeitig als Innenelektrode dient und zu einem dem Schlauchprofil
entsprechenden Flachgewinde 7' ausgebildet ist.
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Die Stromzuführung erfolgt durch die Gewindemuffe 8, welche aus einer
gut leitenden Kupferbronze bestehen kann und in Verbindung mit der Sekundärleitung
9 des Schweißtransformators steht. Die Zuführung des Stromes zur Schweißstelle erfolgt
ferner durch die äußere Elektrodenrolle io, welche an den anderen Pol der* Sekundärleitung
g angeschlossen ist.
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Das zu verschweißende Metallband 13 wird durch die Profilrollen 14
und i5 in U-Form 16 profiliert. Die Kalibrierrollen Ir und-ia nehmen einen Teil
des Schweißdruckes auf, d. h. sie dienen als Gegenlager und zur Entlastung der Gewindemuffe
8 und gleichzeitig dazu, die Wellen des Faltenrohres entsprechend schmäler zu pressen
mit dem Effekt, daß hierdurch der Wellenberg von dem Gewindewulst 7' der Innenelektrode
sich abhebt, so daßdiese nachher leicht aus dem fertig geschweißten Faltenrohr herausgezogen
werden kann.
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Die Herstellung des Metallschlauches geschieht wie folgt: Das zu verarbeitende,
zunächst glatte Band 13 (Abb.3) wird von Hand durch die Profilierrollen gezogen,
wobei sich das Band in bekannter Weise von einer Haspel bzw. einer Rolle abwickeln
kann. Der Anfang des profilierten Bandes wird nun, vorerst ebenfalls von Hand, ein-
bis zweimal um den Wickeldorn, also die Innenelektrode 7, gewunden und mit dieser
verbunden, was am einfachsten durch Einführen des Bandanfanges in einem Schlitz
am Ende des Dornes geschieht.
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Nun werden die Kalibrierrollen i a und I i
und die Elektrodenrolle
io an die Innenelektrode 7 herangebracht, d. h. die Elektrodenrolle io wird unter
Druck gesetzt, der auf die überlappte Stelle des Faltenrohres wirkt.
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Nun wird die Hohlspindel a in Drehung versetzt und gleichzeitig der
Schweißstrom eingeschaltet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hohlspindel a und
damit der Welle 5 und des Dornes 7 muß natürlich mit der zu erzielenden Schweißleistung
übereinstimmen.
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Durch die Drehung des Dornes 7 schraubt dieser sich gleichzeitig in
das Gewinde der Muffe 8 hinein, wodurch die axiale Fortbewegung des Dornes 7 gewährleistet
wird. Jede Umdrehung des Dornes entspricht also einer Fortbewegung in axialer" Richtung
entsprechend der Gewindesteigung; die Elektrodenrollen und die Kalibrierrollen drehen
sich am Ort.
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Je nach der Länge der Innenelektrode 7 und der Welle 5 kann ein kürzeres
oder längeres StückFaltenrohr geschweißt werden, bis die Maschine wieder ausgekuppelt
und der Strom unterbrochen werden muß. Das Ein- und Auskuppeln der Maschine und
Ein-und Ausschalten des Stromes wird am zweckmäßigsten in bekannter Art gleichzeitig
und zwangsläufig ausgeführt, was durch elektrische, mechaniäche, pneumatische oder
hydraulische Steuerung oder auf andere Art erfolgen kann.
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Sobald die Hohlspindel a ausgekuppelt und der Strom unterbrochen ist,
wird der Druck von der Elektrodenrolle abgelassen, wobei das fertig geschweißte
Faltenrohr 17 durch eine (in der Zeichnung nicht veranschaulichte) -Vorrichtung
festgehalten wird, z. B. mittels ebenfalls ,automatisch gesteuerter Klemmbacken.
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Nun wird der Rückwärtsgang eingeschaltet, und die Innenelektrode schraubt
sich aus dem geschweißten Faltenrohr heraus, bis nur noch ein kurzes Stück des Dornes
im Faltenrohr verbleibt, worauf mit dem Wickeln und Schweißen von vorn begonnen
werden kann.
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Das fertig geschweißte Faltenrohr 17 kann sodann in einen Kanal oder
in ein Rohr hineinlaufen, oder es kann auf eine Haspel aufgewickelt werden. Im letzteren
Falle muß die Haspel so gelagert sein, daß sie sich zusammen mit dem Faltenrohr
drehen kann. Wenn eine drehbare Haspel verwendet wird, so kann die Klemmvorrichtung
wegfallen, denn durch Arretierung der Haspel, auf welcher der Anfang des Faltenrohres
befestigt wird, wird es gleichzeitig festgehalten.