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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung in sich geschlossener ringförmiger
Wellen in glatten Metallrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung
in sich geschossener ringförmiger Wellen in glatten Metallrohren und eine Vorrichtung
zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Es ist zur Herstellung in sich geschlossener ringförmiger Wellen in
glattwandigen Metallrohren bekannt, diese zunächst in ihrer ganzen Länge vorzuwellen,
wobei zum Vorwellen ein innerhalb einer Matrize gelagerter Kautschukstempel verwendet
wird, der durch einen beweglichen Metallstempel gegen einen als Auflager dienenden
ortsfesten Metallstempel gedrückt und dadurch zusammengepreßt wird, so daß die hierdurch
bewirkte Verbreiterung des Kautschukstempels die Umformung des an einer Formrille
der Matrize liegenden Teiles der Rohrwandung zur Welle herbeiführt. Das so über
seine ganze Länge vorgewellte- Rohr wird dann schrittweise mittels einer zweiten
Wellungsvorrichtung fertiggestellt, die eine äußere und zwei innere Druckwalzen
umfaßt, bei denen der seitliche Abstand der inneren, dauernd umlaufenden Druckwalzen
sich dem in der Breite abnehmenden und in der Tiefe zunehmenden Profil der äußeren,
bei Herstellung jeder Welle einmal umlaufenden Druckwalze selbsttätig anpaßt. Der
Nachteil dieses Verfahrens liegt vor allem darin, daß zwei voneinarider
unabhängige
Wellungsvorrichtungen benötigt werden und daß die Rohrwandung an den Wellenscheiteln
sehr stark beansprucht wird.
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Es sind zum Wellen glattwandiger Metallrohre ferner Vorrichtungen
bekannt, die bei einmaligem Durchgang des Rohres durch die Vorrichtung sowohl die
Vorwellung als auch die Fertigwellung bewirken. Bei diesen Maschinen wird ebenfalls
das Rohr über seine ganze Länge in gleichen Abständen vorgewellt, wobei diese Vorwellurig
durch ein hin: .und her bewegtes, von außen auf -die Rohr--c andung drückendes Kaliber
erfolgt, während die Fertigwellung in zwei Stufen bewirkt wird, indem der zwischen
zwei Vorwellungen liegende glattwandige Rohrabschnitt durch in axialer Richtung
des Rohres gegeneinander bewegliche, ein die Vorwellungen eingreifende ringförmige
Stempel wellenförmig gestaucht -wird. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung zum
Wellen von glattwandigen Metallrohren haben verschiedene, sehr große Nachteine.
Einer !dieser Nachteile besteht darin-, daß, insbesondere beim Vorweilen, das Rohr
sehr stark beansprucht wird, so daß sich leicht zerbrechliche, dünnwandige Metallrohre
auf diese Weise nicht bearbeiten lassen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß
beim Fertigwellen ein noch glattwandiger Rohrabschnitt gestaucht werden muß, was
ebenfalls eine erhebliche Beanspruchung des Rohriraterials bedeutet. Schließlich
lassen sich auf diese Weise nur Rohre mit in gleichen Abständen liegenden, i:nsichgeschlossenenWellungenherstellen.
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Die Erfindung sieht demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erzeugung in sich geschlossener ringförmiger Wellen in glattwandigen Metallrohren
vor, bei denen die Rohrwandung während der Wellung außerordentlich geschont wird,
so daß selbst dünnste Metallrohre vorzüglich bearbeitbar sind, und bei denen die
Wellungen an beliebigen Stellen des Rohres, vor allem auch in belie:)i,cn Abständen
voneinander angebracht werden können. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere auch
dadurch aus, daß jede einzelne Wellung des Rohres, obwohl sie in zwei Stufen, nämlich
durch Vorweltung und Fertigweflung, erfolgt, an ein und derselben Bearbeitungsstelle
der Vorrichtung hergestellt -wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, daß der jeweils mit einer
geschlossenen ringförmigen Welle zu versehende ungewellte ringförmige Rohrabschnitt
zunächst durch gleichförmigen radialen Druck auf seine Ringfläche vorgewellt und
unmittelbar nachAufhebung dieses radialen Druckes durch axiale Stauchung des vorgewellten
Rohrabschnittes fertiggewellt -wird, wobei das Fertigwellen des vorgewellten Rohrabschnittes
vorzugsweise zwischen zwei die Form der Wellung bestimmenden Stempeln erfolgt, von
denen der eine das Rohr auf der einen Seite der Vorwellung festhält, während der
andere, auf edier anderen Seifte der Vorwellung am Rohr angreifen@d"diese@s in Richtung
des feststehenden Stempels axial verschiebt.
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Die zur Ausübung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung besitzt gemäß
der Erfindung eine einzige Rohrverformungsstelle, die von zwei auf der Außenseite
des Rohres dessen jeweils zu verformehden ungewellten ringförmigen Rohrabschnitt
bei grenzenden, gegeneinander beweglichen ringförmigen Stempeln und einem im Rohr
zwischen diesen beiden Stempeln liegenden, elastisch gegen die Ringfläche des zu
verformenden Rohrabschnittes drückbaren Vorwellorgan umschlossen ist, wobei die
Auflageflächen der ringförmigen Stempel auf dem Rohr dieses während der Einwirkung
des Vorwellorgans außerhalb des zu verformenden ringförmigen Rohrabschnittes abstützen
und die einander zugewandten Ringflächen der Stempel entsprechend der Form der herzustellenden
Wellung gestaltet sind.
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Der eine ringförmige Stempel wird hierbei gemäß der Erfindung vorzugsweise
ortsfest angeordnet, -während der andere ringförmige Stempel in der Längsrichtung
des Rohres verschiebbar ist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß das Vorwellorgan aus einer zwischen
zwei starren Körpern in axialer Richtung zusammendrückbaren Isautschukscheibe besteht,
die bei ihrer durch das Zusammendrücken bewirkten radialen Vergrößerung den zu wellenden
Abschnitt der Rohrwandung zwischen die beiden auf der Außenseite des Rohres liegenden
ringförmigen Stempel drückt, wobei diese, vorzugsweise in einem entsprechenden Ausmaß,
einander genähert werden.
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Die das Vorwellen des Rohrabschnittes bewirkende Kautschukscheibe
sitzt hierbei zweckmäßig zwischen der Stirnfläche eines in axialer Richtung beweglichen,
sich durch einen der beiden ringförmigen Stempel erstreckenden Rohrdornes und einer
auf dem freien Ende einer sich durch den Dorn erstreckenden, ebenfalls in axialer
Richtung verschiebbaren Steuerstange befestigten Scheibe lose auf dieser Stange
und wird durch Relativverschiebungen zwischen der Stange und dem Dorn gespannt oder
entspannt.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß der Rohrdorn eine Kautschukscheibe
umfaßt, die beim Zusammendrücken der zum Vorwellen dienenden Gummischeibe gegen
die innere Rohrwandung gepreßt wird und der vorzugsweise eine das Rohr umschließende
ringförmige Einlage in dem axial verschiebbaren ringförmigen Stempel zugeordnet
ist. Eierbei empfiehlt es sich, den Kautschuk der V orwellscheibe härter als den
Kautschuk der in den Vorschubdorn eingesetzten Kautschukscheibe sowie härter als
den Kautschuk der ringförmigen Kautschukeinlage des ringförmigen Stempels zu wählen.
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Der während des Wellungsvorganges feststehende ringförmige Stempel
wird gemäß der Erfindung aus in radialer Richtung beweglichen Sektoren zusammengesetzt,
während der während des Wellungsvorganges axial bewegliche ringförmige Stempel durch
einen einstückigen, ringförmig geschlossenen Körper gebildet ist. Ferner empfiehlt
es sich, den in Sektoren unterteilten ringförmigen Stempel im Querschnitt auf seiner
Innenseite mit Wellungen zu versehen, die aufeinanderfolgenden
fertigen
Wellungen des Rohres entsprechen. Diese `Fellungen des Stempels greifen dann bei
der Herstellung von in gleichen Abständen gewellten Rohren in dessen Wellungen ein
und sichern das Rohr gut gegen axiale Verschiebungen.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die axialen Verschiebungen.
des Rohrdornes und der diesen durchsetzenden Steuerstange von einer einzigen Triebwelle
mittels zweier auf dieser sitzender Kurvenscheiben abgeleitet werden.
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Mitunter ist es erwünscht, den auf dem Rohr gebildeten Wellen hinsichtlich
Breite und Höhe noch eine etwas andere Gestalt zu geben. Zu diesem Zweck sieht die
Erfindung vor, daß anschließend an die geschilderte Rohrwellung eine stufenweise
Verringerung der Breite der Wellung unter gleichzeitiger, ebenfalls stufenweiser
Vergrößerung ihrer Höhe oder Tiefe durch kombinierte fortschreitende Längsstauchung
der bereits gebildeten Wellen und fortschreitenden radialen Druck auf die bereits
gewellte Rohrwandung vorgenommen wird. Es empfiehlt sich, auf dem glattwandigen
Metallrohr zunächst in gleichen Abständen ringförmige Wellen zu erzeugen, deren
äußere Wellenscheitel breiter als die inneren Wellenscheitel sind, und anschließend
durch stufenweise zunehmenden radialen und axialen Druck auf diese Wellen die Breite
der äußeren Wellenscheitel bis auf die Breite der inneren Wellenscheitel zu verringern
und gleichzeitig die Höhe oder Tiefe der Wellen zu vergrößern.
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Zur Ausübung dieses zusätzlichen Wellungsverfahrens sieht die Erfindung
vor, daß, in der Vorschubrichtung des taktweise vorgeschobenen Rohres gesehen, hinter
der Rohrverformungsstelle, an der die We4lung des jeweiligen glattwandigen Rohrabschnittes
vorgenommen wird, eine diese Wellung hinsichtlich Breite und Tiefe verändernde zusätzliche
Wellungseinrichtung vorgesehen ist, die vorzugsweise aus um das Rohr kreisenden
und hierbei gegen das Rohr gepreßten, mit Rippen abnehmenden Abstandes und zunehmenden
Durchmessers besetzten Walzen besteht, wobei die Verformung der an der Hauptwellungsstelle
der Maschine gewellten Rohrwandung durch die hinter dieser Stelle angeordneten,
mit Rippen besetzten Walzen stufenweise im Takt des Rohrvorschubes erfolgt, indem
ein mit einer konischen Innenfläche versehener, konzentrisch zum Rohr angeordneter
Hohlkörper taktweise längs des Rohres hin und her bewegt wird und bei seiner Bewegung
entgegen der Vorschubrichtung des Rohres längs der Erzeugenden radial verschiebbar
gelagerter konischer Walzen gleitet, deren hierdurch bewirkte radiale Ei:nwärtsibewegung
federnd auf die mit Rippen besetzten Verformungswalzen übertragen wird.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung in sich geschlossener
ringförmiger Wellen in glattwandigen Metallrohren gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht der Wellmaschine, Fig. 2 einen
Teilschnitt durch den Wellkopf der in Fig. i dargestellten Maschine, Fig.3 einen
Schnitt durch den Wehkopf nach der Linie 3-3 der Fig. i, Fig. q. einen Teilschnitt
durch den Wellkopf nach der Linie 4-4 der Fig.3. Fig. 5 eine Ansicht des Wellkopfes
.in Richtung der Pfeile 5-5 der Fig. q. gesehen; Fig. 6 und 7 sind Ansichten von
auf der Maschine hergestellten gewellten Rohren; Fig. 8 ist ein Schnitt durch ein
gewelltes Rohr in stark vergrößertem Maßstab; Fig.9 bis 15 veranschaulichen verschiedene
Stufen des Wellverfahre-ns gemäß der Erfindung; Fig. 16 zeigt die zusätzliche Verformungseinrichtung
für die in der Maschine nach Fig. i hergestellten Rohrwellen; Fig. 17 ist ein vergrößerter
Schnitt durch die zusätzliche Einrichtung der Fig. 16 nach der Linie 17-i7 dieser
Figur; Fig. i8 zeigt in noch größerem Maßstab die Art der nachträglichen Verformung
der ursprünglich gebildeten Rohrwellen.
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Die Maschine umfaßt einen Kopfrahmen io für die eigentliche Einrichtung
zur Erzeugung der in sich geschlossenen ringförmigen Rohrwellen. Diese Einrichtung,
die am besten aus Fig. 2, 3 und 4 erkennbar ist, umfaßt zwei halbkreisförmige, gegeneinander
bewegliche Backen i i und 12, die zum Festhalten des mit der Wellung zu versehenden
Rohres auf der einen Seite des mit der Wellung zu versehenden Roh@rabschini@ttes
dienen und in ihrer gieschlossenem Lage, in der s-ie :das Rohr fest umgreifen, einen
der beiden Preßstempel bilden, zwischen denen das Fertigwellen des vorgewellten
Rohrabschnittes erfolgt. Die besagte Einrichtung umfaßt ferner einen in axialer
Richtung längs des Rohres hin und her bewegbaren einstückigen und das Rohr völlig
umschließenden Preßstempel 13 sowie einen innerhalb der Stempel 11, 12 bzw. 13 liegenden
Wellungsmechanismus 14, der von einer Steuerstange 15 durchsetzt ist, wobei diese
und der Wellungsmechanismus 14 gegeneinander und gegenüber den besagten Stempeln
in der axialen Richtung des Rohres beweglich sind.
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Die besagten, die Wellung bewirkenden Maschinenteile werden von einer
gemeinsamen Kraftquelle aus in bestimmten zeitlichen Beziehungen zueinander angetrieben.
Der Hauptrahmen io ist mit einem als Riemenscheibe dargestellten Hauptantriebsglied
16 versehen. Diese Riemenscheibe sitzt auf dem einen Ende einer Querwelle 17, deren
anderes Ende ein Kegelrad 18 trägt und auf der zwischen ihren beiden Enden ein Stirnrad
i9 sitzt. Dieses Stirnrad kämmt mit einem größeren, auf einer Welle 21 sitzenden
Stirnrad 2o (Fig. 2) und treibt diese Welle an, die an jedem ihrer beiden Enden
einen Nocken 22 trägt, der zur Steuerung einer Rolle 23 dient, die an dem Ende eines
bei 25 schwenkbar gelagerten Armes 24 drehbar sitzt (Fig. i). Der Arm 24 dient zur
Steuerung eines Lenkers 26; an dessen oberem Ende zwei Lenker 27, 28 angelenkt sind.
Der Lenker 28 ist bei 29 an dem Kopfrahmen io angelenkt, während der Lenker 27 bei
30 gelenkig mit dem Preßstempe:l 13 verbunden
ist.
Der Arm 24 ist mit einem Langloch 24' (Fig. i) versehen, durch das sich ein am unteren
Ende des Lenkers 26 sitzender Zapfen erstreckt, dessen Lage in dem Langloch einstellbar
ist, so, daß das Ausmaß der dem Lenker 26 durch den Arm 24 erteilten Bewegung wahlweise
verändert werden kann.
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Eine Zugfeder 31 drängt den Lenker 26 normalerweise aufwärts, wobei
der Arm 24 im Uhrzeigersinn mit seiner Rolle 23 an :dem Steuernocken 22 anliegend
gehalten wird. Es sind vorzugsweise auf jeder Seite des Rahmens io die gleichen,
aus den 'feilen 21 bis 31 bestehenden Einrichtungen vorgesehen, damit dem Preßstempel13
eine ausgeglichene Beanspruchung erteilt wird. Beim Umlauf der Welle 21 wird durch
die beschriebenen Einrichüiugen dem Preßstempel eine hin und her gehende Bewegung
in Richtung der Achse des mit der Weliung zu versehenen Rohres erteilt. Hierbei
bewegt sich der Preßstempel auf zwei Führungsschienen 32.
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Das Kegelrad 18 steht im Eingriff mit einem auf der Welle 36 sitzenden
Kegelrad 35 (Fig. 2), und das äußere Ende der Welle 36 trägt ein Zahnrad 37, das
mit einem Zahnrad 38 auf einer in dem Maschinenrahmen io gelagerten Welle 39 kämmt,
deren inneres Ende zwei Nocken 40, 41 (Fig. 3) trägt, die zwei bei 44 bzw: 45 schwe:nkbm
am Maschinengestell io sitzende Kniehebel 42, 43 steuern. Die oberen Enden dieser
Kniehebel greifen an den den feststehenden Preßstempel bildenden Backen i i und
12 an und dienen zu deren Verschiebung entgegen der Spannung von Federn 46, 47,
die bestrebt sind, die Backen auseinanderzuziehen. Die Federn bewirken zugleich,
daß die Kniehebel 42,43 an den Nocken 40, 41 anliegend gehalten werden. Nenn beim
Betrieb der Maschine die Nocken 40,41 umlaufen, werden die Kniehebel so gesteuert,
daß sie die Backen i i und 12 in zeitlich richtiger Beziehung zu den Bewegungen
der übrigen Teile der Maschine schließen oder öffnen.
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Das Zahnrad 37 kämmt ferner mit einem auf dem freien Ende einer langen
Welle 51 sitzenden Zahnrad So. Diese Welle 51 trägt an ihrem anderen Ende zwei Kurvenscheiben
52 und 53, von denen die Kurvenscheibe 52 zur Steuerung des bei 55 schwenkbar gelagerten
Hebels 54 dient, der an einem Rohrdorn 57 angelenkt ist, während die 'Kurvenscheibe
53 einen bei 59 schwenkbar gelagerten Hebel 58 steuert, der an der sich durch den
Dorn 5; erstreckenden Steuerstange IS angelenkt ist. Die Lagerstellen 55 und 59
sind in einem Gestell 56 vorgesehen, das zur Lagerung des Endes der Steuerstange
15 dient. Durch die Kurvenscheiben 52, 53 werden der Dorn 57 und die Steuerstange
15 in zeitlich richtiger Beziehung zueinander und zu den übrigen Teilen der Maschine
in axialer Richtung bewegt. j Das zu wellende Rohr 6o wird von dem Dorn 57 getragen
und umschließt diesen lose. Der Dorn, der eine beträchtliche Länge, z. B. eine Länge
von 12 m, besitzen kann, und,das auf ihm sitzende Rohr 6o werden zwischen dem Gestell
56 und dem Maschinenkopf durch Träger 61, 62 (Fig. i) abgestützt, die an
ihrem oberen Ende mit Rollen 63 oder ähnlichen reibungsvermindernden Einrichtungen
versehen sein können.
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Die Backen 11, 12 sind auf ihrer Innenseite mit ringförmigen Rippen
65, 66, 67 versehen, deren Querschnitt demjenigen der fertigen Wellungen des Rohres
6o entsprechen. Die Außenseite der Rippe 67 begrenzt zusammen mit einer entsprechenden
ringförmigen Ausnehmung in dem ringförmigen Stempel 13 die Bildungsstelle der Rohrwellungen
außerhalb des Rohres 6o, und zwar ist die ringförmige Ausnehmung 68 des Stempels
13 so bei messen, daß sie zusammen mit der entsprechenden ringförmigen Ausnehmung
des geteilten Stempels 11, 12 genau der Form der herzustellenden Rohrwellung entspricht,
wenn der Stempel 13 an dem Stempel 11, 12 anliegt.
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In einer Ausdrehung des Stempels 13 liegt eine ringförmige Kautschukeinlage:
69, die durch eine in die Öffnung der Ausdnehung geschraubte Mutter an Ort und Stelle
gehalten wird. Die lichte Weite des Stempels 13 und die lichte Weite der Kautschukeinlage
69 sind etwas größer als der Außendurchmesse;r ,d@@s mit Weblungen zu versehenden
glattwandigen Metallrohres 6o, so: daß Stempel und Einlage frei: versch ieibb:ar
sind.
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Der im Innern des Rohres liegende Wellungsmechanismus 14 der Maschine
umfaßt den eigentlichen Rohrdorn 57, durch den sich die Steuerstange. IS erstreckt,
und .auf @dieser Steuerstange sitzen lose in der Verlängerung des Dornes 57 zunächst
eine Kautschukscheibe 71, dann eine Metallscheibe 72, dann wiederum eine Kautschukscheibe
73 und schließlich eine zweite Metallscheibe 74, die sämtlich durch eine auf die
Stange geschobene Unterlagscheibe und eine auf die Stange geschraubte Mutter gegen
axiale Verschiebungen auf der Stange gesichert sind. Der äußere Durchmesser der
Teile 71 bis 74 ist etwas geringer als die: lichte Weite des Rohres 6o.
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Die Kautschukscheibe 71 hat die gleiche Länge wie die ringförmige
Kautschukeinlage 69 des Stempels 13 und liegt dieser Einlage genau gegenüber. Siedient
zusammen mit derKautschukeinlage 69 in der im nachstehenden beschriebenen Weise
zum Erfassen und Verschieben des Rohres 6o.
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Die Kautschukscheibe 73 bildet das Vorwellorgan für das Rohr 6o und
wird in der ebenfalls nachstehend beschriebenen Weise auf das Rohr zur Einwirkung
gebracht. Der Kautschuk der Scheibe 73 ist vorzugsweise härter als der Kautschuk
der Scheibe 71 und der Einlage 69.
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Die Fig. 9 bis 15 veranschaulichen, in welcher Weise der im Innern
des Rohres liegende Wellungsmechanismus 14 und die außerhalb des Rohres angeordneten
ringförmigen Stempel 11, 12 bzw. 13 auf das Rohr zur Bildung einer in sich geschlossenen
ringförmigen Welle zur Einwirkpng gebracht werden.
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Vor Beginn jedes Wellungsvorganges nehmen die die. Wellung bewirkenden
Teile der Maschine die in Fig. 9 dargestellten gegenseitigen Lagen ein. Das glattwandige
Metallrohr ist bei geöffneten Bakken
11, 12 über den inneren Wellungsmechanismus
geschoben, und es soll der außerhalb der Kautschukscheibe 73 liegende Rohrabschnitt
gewellt werden. In Fig.9 sind links von diesem Rohrabschnitt bereits fünf fertige
Wellungen des Rohres dargestellt, die in der gleichen Weise erzeugt worden sind
wie die Wellung, deren Herstellung nachstehend geschildert wird. Sobald das Rohr
die in Fig.9 dargestellte Lage eingenommen hat, wird die Maschine angelassen, was
zunächst zur Folge hat, daß die Backen 1i, 12 geschlossen werden, wobei ihre Rippen
65, 66, 67 (Fis. 4.) in die bereits fertiggestellten Wellungen eingreifen. Die Rippe
67 schneidet hierbei mit der vorderen Begrenzung der Kautschukscheibe 73 ab, während
die ringförmige Ausnehmung68 des Stempels 13 mit der hinteren Begrenzung
dieser Scheibe abschneidet. Diese Lage der Teile zueinander ist in Fig. io veranschaulicht.
Hierauf werden der Rohrdorn 57 und der Stempel 13 in gleichem Ausmaß etwas nach
links verschoben, wobei die Steuerstange 15 ihre bisherige Lage beibehält. Dies
hat zur Folge, d aß die Kautsch@ukscheiiben 7i -und 73 in axialer Richtung zusammengedrückt
werden und sich in radialer Richtung ausdehnen. Die radiale Ausdehnung der Scheibe
73, die sich im Gegensatz zu der radialen Ausdehnung der Scheibe7i frei vollziehen
kann, führt zu der Ausübung eines radialen Druckes auf die innere ringförmige Fläche
des zu verformenden Rohrabschnittes, wodurch dieser in der in Fig. i i dargestellten
Weise vorgewellt wird. Gleichzeitig drückt die ebenfalls in radialer Richtung ausgedehnte,
4n ihrer Ausdehnung aber begrenzte Kautschukscheibe 71 den vor ihr liegenden
Teil der glatten Rohrwandung gegen die Kautschukeinlage 69 des Stempels
13, so daß das Rohr, das jenseits der Vorwellungsstelle von dem Stempel
i i, 12 festgehalten wird, infolge der gleichzeitig stattfindenden axialen Verschiebung
des Stempels 13 und des Dornes 57 etwas in Richtung der Verformungsstclle nachgeschoben
wird.
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Hierauf wird die Steuerstange 15 so weit nach links bewegt,
bis die Kautschukscheiben 71, 73 wieder völlig entspannt sind (Fis. 12);
die Vorwellung des Rohres bleibt dagegen bestehen. Anschließend wird der Stempel
13 vollständig nach links bewegt, bis sich seine Stirnfläche gegen die entsprechende
Stirnfläche des unterteilten Stempels 1i, 12 legt. Hierdurch wird der vorgewellte
Rohrabschnitt gestaucht, wobei sich seine Wandung dicht an die ringförmigen Ausnehmungen
in den einander zugewandten Flächen der Stempel 1i, 12 und 13 anschmiegt. Das Fertigwellen
des Rohrabschnittes ist damit beendet (Fis. i3). Es ist eine neue, in sich geschlossene
ringförmige Welle 81 gebildet worden. Während der geschilderten Vorwärtsbewegung
des Stempels 13 wird der innere Wellungsmechanismus vorzugsweise ebenfalls
weiter vorwärts bewegt (Fis. i3), damit jede Reibung zwischen Rohr 6o und Dorn 57
bzw. ein Schleppen des Rohres auf dem Dorn vermieden ist; während dieser Vorwärtsbewegung
des Dornes bleiben die Kautschukscheiben 71 und 73 entlastet. Während der Stempel
13 noch in der in Fig. i: dargestellten Lage verbleibt, in der er zusammen mit dem
Stempel 1i, 12 dlie neugebildete Wellung 81 festhält, werden der innere Wellungsmechanismus
1q. und die Steuerstange 15 zurückgezogen (Fis. 14) ; auch hierbei bleiben, da die
Zurückziehungsbewegungen gleichzeitig und in gleichem Ausmaß erfolgen, die Kautschukscheiben
71 unc 73 entlastet. Eine etwa zwischen Rohr 6o und Dorn 57 auftretende Reibung
hat keinen Einfluß auf die neugebildete Rohrwellung, da diese von dem Stempel 13
festgehalten wird. Anschließend wird der Stempel 13 in die in Fig. 15 dargestellte
Lage zurückgezogen, und die Backen 11, i2 des geteilten Stempels werden geöffnet.
Dann wird die Steuerstange 15 leicht gegenüber dem Dorn 16 nach rechts bewegt, bis
die Kautschukscheibe 71 an der inneren Wandung des Rohres 6o anliegt. Da der Kautschuk
der Scheibe 73 härter ist als derjenige der Scheibe 71, wird die Scheibe
73 während dieses Arbeitsganges der Maschine nicht erheblich ausgedehnt. Schließlich
werden Dorn 57 und Stempel 13 gemeinsam in ihre Ausgangsstellung (Fis. 9) zurückbewegt,
wobei sie die fertiggestellte Rohrwellung 81 aus der Rohrverformungsstelle herausführen
und einen neuen Rohrabschnitt in die Wellungsstelle einführen. Bei dieser Bewegung
des Dornes wird die Steuerstange unter Aufrechterhaltung des besagten leichten Druckes
auf die Kautschukscheibe 71 mitgenommen. Der geschilderte Arbeitsgang kann nunmehr
an dem neu an die Verformungsstelle gebrachten Rohrabschnitt wiederholt werden.
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Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung eignen
sich besonders zum Wellen von sehr dünnwandigen Rohren, z. B. zum Wellen von dünnwandigen
Rohren aus rostfreiem Stahl, weil das Rohr sowohl von innen als auch von außen bearbeitet
wird. Die Rohrwandung hat nicht die Neigung, zusammenzufallen oder zu brechen, was
häufig eintritt, wenn die Rohrwandung nur von einer Seite, beispielsweise nur von
außen, bearbeitet wird. Weiterhin können zufolge der Tatsache, daß der Wellungsvorgang
an einer einzigen Arbeitsstelle vorgenommen wird, gewellte Rohre von beliebiger
gewünschter Länge einschließlich sehr großer Längen hergestellt werden. Die Länge
des Rohres ist nur durch die Länge des Dornes 57 begrenzt, die im wesentlichen so
groß gemacht werden kann, wie es gewünscht wird. Insbesondere mit Bezug auf Fig.
1i, 12, 13 sei erwähnt, daß das Rohr sowohl während der Vorwellung (Fis. i i) als
auch während der Fertigwellung (Fis. 13) zwangsläufig erfaßt und vorwärts bewegt
wird. Dies hat zur Folge, daß die Rohrwandung der Welle nur sehr wenig beansprucht
wird; die Festigkeit und die Lebensdauer des Rohres werden dadurch erhöht. Die Bearbeitung
selbst erfolgt schnell und selbsttätig. Bemerkt sei ferner, daß gegebenenfalls die
Steuerwelle 15 festgehalten werden kann, wenn sich die übrigen Wellungsglieder in
ihre in Fig. 13 dargestellte Stellung bewegen; dadurch wird gewünschtenfalls das
aus Kautschuk bestehende Formglied
1-3 vollkommen in die
fertige Rohr wellung gedrückt. Es ist jedoch vorzuziehen, die Kautschukscheibe 73
nur in der oben geschilderten Weise zur Vorwellung des Rohrabschnittes heranzuziehen.
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In Fig.6 ist ein gemäß der Erfindung hergestelltes Rohrstück dargestellt.
Das Rohr kann mit einem nichtgewellten zylindrischen Endabschnitt 84 versehen werden,
indem man mit der Wellung erst an einer Stelle beginnt, die in einigem Abstand von
dein äußersten Rohrende liegt. Ein zylindrischer Endabschnitt, n=ie er beispielsweise
bei 84 veranschaulicht ist, erleichtert die Verbindung des Rohres durch Kupplungen
und ist einem gewellten Endabschnitt vorzuziehen. Die Erfindung ermöglicht somit
die Herstellung von dünnwandigen gewellten Rohren mit zylindrischen Endabschnitten,
die die Anbringung von Kupplungen erleichtern.
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Weiterhin kann durch periodisches Unterbrechen des We@llungsvorgarnges
und durch teilweises Herausziehen des Rohres von Hand aus der Maschine ein Rohrwerk
hergestellt werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, also ein Rohrwerk mit im Abstand
voneinander liegenden gewellten Abschnitten 85, 86 und 87, die durch ungewellte
Abschnitte 88 und 89 voneinander getrennt sind. Ein solches Rohr, das bestimmte
Nutzanwendungen für gewisse Arten von Anlagen hat, ist gemäß der Erfindung zufolge
der Tatsache herstellbar, daß jede vollständige Wellung an nur einer einzigen Arbeitsstelle
vorgenommen wird.
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Fig.8 läßt die Beanspruchungen der Rohrwandung beim Herstellen der
in sich geschlossenen ringförmigen Wellen erkennen. Da das Vorwellen in radialer
Richtung von der Innenseite des Rohres aus erfolgt, ist die Wandstärke des Rohres
an den äußeren Wellenscheiteln go geringer als an den inneren Wellenscheiteln gi.
Dies ist insofern günstig, als das gewellte Rohr beim Gebrauch in der Regel am stärksten
in der Nähe der inneren Wellungsscheitel beansprucht wird.
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Wehrohre gemäß der Erfindung können vorzüglich als Balgenrohre Verwendung
finden. Zur Erzielung großer Balgenwirkungen sind jedoch häufig sehr tiefe Wellungen
erwünscht, und um solche zu erzeugen, sieht die Erfindung eine zusätzliche Einrichtung
vor, die in Fig. 16 bis 18 dargestellt ist.
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Der Maschinenrahmen io ist in diesem Falle mit einem Hilfsrahmen 95
versehen und trägt an seinem. oberen Ende konzentrisch zur Rohrachse einen rohrförmigen
Stutzen 96, an dem drehbar ein Bearbeitungskopf 97 für das bereits in der vorstehend
beschriebenen Weise gewellte Rohr sitzt. Der drehbare Arbeitskopf wird durch einen
Riemen 98 von einer Riemenscheibe 99 aus angetrieben, die sich gemeinsam mit dem
Zahnrad 38 dreht. Der Bearbeitungskopf trägt eine Anzahl die Bearbeitung des Wellrohres
bewirkende Walzen ioo (Fig. i7), die je in einem von dem Kopf getragenen Rahmen
ioi in radialer Richtung verschiebbar sind. Am äußeren Ende der Rahmen ioi vorgesehene,
ebenfalls in radialer Richtung des Arbeitskopfes verschiebbare konische Walzen
103 sind gegen die Walzen ioo durch Federn abgestützt. Den konischen Walzen
103 ist ein auf seine Innenseite mit einer konischen Ringfläche versehener Hohlkörper
104 (Fig. 16) zugeordnet, dei reit einem das gewellte Rohr umgre-ifenrd#en zylindrischen
Ansatz versehen ist, durch den der Hohl-, körper in einem Lager 105 des Hilfsrahmens
95 drehbar und längs verschiebbar gelagert ist. Der Hohlkörper io4 steht unter der
Steuerung eines Lenkers io6, der bei io7 an dem Fußteil des Hilfsrahmens 95 angelenkt
ist und eine Rolle log trägt, die entgegen der Spannung einer einerseits an dem
Hilfsrahmen, andererseits an dem Lenker angreifenden Spannfeder i i i unter der
Steuerung eines Nockens io8 steht. Der Nocken wird von einer sich mit dem Zahnrad
37 drehenden Welle i io über ein Kegelräderpaar in Umlauf versetzt. Die Steigung
des Konus der inneren konischen Ringfläche des Hohlkörpers 104 stimmt mit der Steigung
des Konus der Walzen 103 überein, so daß, wenn der Hohlkörper 104 nach rechts (Fig.
16) bewegt wird, die konischen Walzen 103 fortschreitend von der inneren konischen
Fläche des Hohlkörpers 104 erfaßt und nach der Achse des Bearbeitungskopfes hingedrückt
werden, wobei sie über die Federn io2 die Bearbeitungswalzen ioo gegen die Oberfläche
des gewellten Rohres 6o drücken. Da der Bearbeitungskopf 97 .durch die Riemenscheibe
99 und den Riemen 98 dauernd gedreht wird, laufen die Bearbeitungswalzen zugleich
planetenförmig um die Achse des Rohres 6o um. Nachdem der mit der Steuerfläche versehene
Hohlkörper 104 unter dem Einfluß des Nockens io8 so weit nach rechts (Fig. 16) bewegt
worden ist, daß er die konischen Walzen 103 völlig übergriffen hat, kehrt er unter
dem Einfluß er Feder zii kn seine linke, Ausgangsstellung zurück. Der Umriß und
die zeitliche Einstellung des Nockens io8 sind derart gewählt, daß die Walzen ioo
dann im Eingriff mit dem Rohr 6o einwärts gedrückt werden, wenn das Rohr in axialer
Richtung stillsteht. Die besagten Walzen kommen mit dem Rohr in Eingriff, sobald
das Rohr um einen Wellungsabschnitt weitergeschaltet worden ist. Sollen die Walzen
ioo nicht auf das Rohr zur Einwirkung gelangen, so wird der Nocken io8 durch eine
nicht dargestellte Einrichtung unwirksam gemacht.
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In Fig. i8 ist eine zusätzliche Bearbeitungswalze ioo gemäß der Erfindung
dargestellt. In der eigentlichen Wellungsmaschine wird das glattwandige Metallrohr
mit Wellungen versehen, deren äußere Wellungsscheitel i 15 breiter sind als die
inneren Wellungsscheitel 116. Die Walzen ioo können sowohl dazu verwendet werden,
die Tiefe der Wellungen zu vergrößern, als auch dazu, die Breite der äußeren Wellungsscheitel
zu verringern. Zu diesem Zweck sind die Walzen ioo mit einer Anzahl Rippen 117 versehen,
deren Abstand voneinander von dem Ende der zusätzlichen Bearbeitungsvorrichtung
an, an Odem ,der Eintritt des Rohres in diese Vorrichtung erfolgt, allmählich abnimmt,
während die Höhe der Rippen in der gleichen Richtung zunimmt. Auch der Durchmesser
der Walze ioo selbst wird in der gleichen Richtung zunehmend
geringer,
was in der Zeichnung bei 118 veranschaulicht ist. Demgemäß werden, wenn die Walzenzoo
bei ihrem Umlauf periodisch in radialer Richtung des Bearbeitungskopfes 97 hin und
her bewegt werden und beim absatzweisen Vorschub des Rohres mit aufeinanderfolgenden
Rohrwellungen in Eingriff kommen, die äußeren Wellenscheitel 115 allmählich immer
schmaler gemacht (Ti5a), bis ihre Breite gleich derjenigen der inneren Wellenscheitel
116 ist. Gleichzeitig wird jedoch die Wellentiefe vergrößert, indem die äußeren
Wellenscheitel gegenüber der Linie A-B nach außen und die inneren Wellenscheitel
nach innen gedrückt werden. Die Wellentiefe läßt sich auf diese Weise leicht verdoppeln,
wobei 75 % der endgültigen Rohrwellung außerhalb des ursprünglichen Rohrdurchmessers
und 25 % innerhalb des ursprünglichen Rohrdurchmessers liegen, während die in der
Hauptwellungsmaschine hergestellten Wellen vollständig außerhalb des ursprünglichen,
d. h. des glattwandigen Rohrdurchmessers angeordnet sind. Den Walzen ioo können
verschiedene Formen gegeben werden, um gewellte Rohre bestimmter Gestalt herzustellen.