FI84234C - Foerfarande och anordning foer korrugering av metallroer. - Google Patents

Description

! 84234

Menetelmä ja laite metalliputken aallottamiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään metalliputken aallottamiseksi, jossa jatkuvassa työtavassa sileää putkea, 5 edullisesti pitkittäissaumahitsattua sileää putkea, johde taan hylsyn läpi ja välittömästi hylsyn takana sileään putkeen tarttuu aallotustyökalu, johon on laakeroitu aallotus-levy, jolla on suurempi sisäläpimitta kuin sileän putken halkaisija, ja joka on sovitettu vapaasti kiertyväksi ja 10 laakeroitu epäkeskisesti kiertokäyttöiseen aallotuspäähän.

Julkaisusta DE-AS 1086314 on tunnettu menetelmä aal-lotettujen putkien valmistamiseksi, erityisesti sellaisten, jotka on valmistettu pitkästä levykaistaleesta jatkuvan muovaamisen avulla rakoputkeksi ja takopintojen siihen 15 liittyvän hitsaamisen avulla muovataan sileän putken kehällä vierivän rengasmaisen aallotuslevyn välityksellä aalto-putkeksi. Aallotus tapahtuu tällöin jatkuvasti ruuviviiva-maisesti määrätyllä aallonsyvyydellä ja nousulla siten, että aallotuslevy on sovitettu sitä kannattavaan aallotuspää-20 hän epäkeskisesti putkenakselin suhteen ja määrättyyn kulmaan tämän suhteen viettävästi. Edellä kuvatulla laitteella on mahdollista valmistaa aaltoputkia taloudellisella tavalla. Tällä laitteella voidaan tosin valmistaa vain sellaisia aaltoputkia, joissa on suhteellisen laakea aallotus. Täl-25 laiset aaltoputket voidaan kelata tavallisille kaapelirum-muille ja niillä on käyttöä esimerkiksi sähkökaapelien vaippoina tai myös vesijohtoputkina.

Jos edellä mainitussa menetelmässä käytetään aallo-tuslevyä, jossa on ruuviviivamaisesti kulkeva muodostamis-30 ripa, niin mainitulla menetelmällä voidaan valmistaa niin-kutsuttuja yhdensuuntaisaallotettuja putkia (julkaisu DE-OS 1916357).

Syvemmän aallotuksen tuottamiseksi on edellä mainitun menetelmän yhteydessä suoritettu aallottaminen pituus-35 aksiaalisen puristuksen alaisena siten, että esimerkiksi 2 84234 metalliputkea läpikulkusuunnassa katsottuna jarrutetaan aallottamisen jälkeen. Tämän johdosta, että tässä menetelmässä aallotustyökalu ts. aallotuslevy, on vapaa voimista, jotka vaikuttavat siihen aksiaalisessa suunnassa, päästään 5 syvempään aallotukseen. On kuitenkin osoittautunut, että tämä menetelmä johtaa käytännössä vaikeuksiin, koska vakiona pysyvien jarrutusvoimien tuominen - vakiona pysyvät jar-rutusvoimat ovat välttämättömät yhdensuuntaisen aallotuksen saavuttamiselle - ei ole mahdollista (julkaisu DE-PS 10 2400842).

Markkinoilla saatavilla olevat taipuisat aaltoletkut (metalliletkut) on tähän saakka valmistettu epäjatkuvasta siten, että sileästä putkipituudesta lähtien aallotus saadaan useassa työvaiheessa, jolloin putki on aksiaalisen pu-15 ristuksen alaisena ja sitä työnnetään kokoon aallotuksen aikana. Suurehkot pituudet eivät ole tässä menetelmässä valmistettavissa.

Esillä oleva keksintö perustuu tehtävään kehittää edelleen edellä mainittua menetelmää siten, että sillä voi-20 daan valmistaa metalliletkuja (ts. aaltoputkia, joilla on syvä tiheä aallotus) jatkuvasti, ts. suurina pituuksina.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että aallotettua putkea poikkeutetaan sen läpikulkusuunnas-ta aallotuslevyn vaikutuskohdan jälkeen vastakkaiseen suun-25 taan aallotuslevyn vaikutussuuntaan nähden.

Tämän lajin muodostavan menetelmän tutkimukset ovat osoittaneet, että aallotuslevy aallotustapahtuman yhteydessä työntää edellään "keula-aaltoa" putken seinämässä. Aal-toputken suunnastaan kääntämisen johdosta tai aaltoputken 30 taivuttamisen johdosta aallotuslevyn vaikutuskohdan suuntaa vasten tuetaan "keula-aaltoa". Kääntämis- tai taivutusta-pahtuma on suunniteltu niin, että jo aallotettua putkea taivutetaan jokaisena aallotustapahtuman hetkenä, niin että aallotuslevy ja "keula-aalto" sijaitsevat taivutetun putken 35 puristusvyöhykkeellä. Kiertävän taivutus tapahtuman johdosta 3 84234 tarjotaan aallotuslevylle lisämateriaalia, minkä johdosta syvempi aallottaminen tulee mahdolliseksi ongelmattomasti.

Keksinnön mukaisen menetelmän erittäin tarkoituksenmukaisen edelleenkehitysmuodon mukaan kohdistuu aallotet-5 tuun putkeen aallotuslevyn kulloistakin vaikutuskohtaa vastapäätä olevalla sivulla tietty voima. Tämä voima huolehtii putken taivuttamisesta tai kääntämisestä suunnastaan sileää putkea tukevan hylsyn ja voiman vaikutuskohdan välillä. Olennaista on tällöin, että voima kohdistuu aaltoputkeen 10 ainakin 0,5 D:n etäisyydellä a, edullisesti vähintään 0,8 D:n etäisyydellä aallotuslevyn vaikutuskohdasta, jolloin D on sileän putken ulkohalkaisija. Epäkeskisyys e, jolla aal-toputki käännetään valmistussuunnasta, tyydyttää suhteen e/a pienempi kuin 1, edullisesti pienempi kuin 0,2. Suun-15 nasta kääntämisen voiman vaikutuskohdan maksimaalinen poikkeama aallotuslevyn vaikutuskohtaa vastapäätä olevan kohdan suhteen ±30° putken kehän suunnassa katsottuna kulloinkin aallotettavan putken työaineen mukaan, jolloin on etu- tai jälkikulkua aallotuslevyn vaikutuskohtaa vastapäätä olevan 20 putken sivun luona. Niinpä on esimerkiksi osoittautunut edulliseksi, että aallotuslevyn kiertosuunnassa katsottuna kääntämisvoiman kohdistumispiste "pehmeiden materiaalien", kuten kuparin yhteydessä, säädetään pienemmäksi kuin 180° ja "kovien materiaalien", kuten esimerkiksi teräksen tai 25 erikoisteräksen yhteydessä, säädetään suuremmaksi kuin 180° aallotuslevyn vaikutuskohdasta.

Keksintö kohdistuu lisäksi laitteeseen menetelmän suorittamiseksi, joka laite käsittää sileää putkea tukevan kiinteästi asennetun hylsyn ja putken läpikulkusuunnassa 30 katsottuna hylsyn takana sileään putkeen tarttuvan pyörivän aallotustyökalun, joka muodostuu kiertokäyttöisestä aallo-tuspäästä, jossa on vapaasti kiertyvä ja epäkeskisesti laakeroitu aallotuslevy. Tälle laitteelle on tunnusomaista, että aallotuspään taakse on sovitettu yhtä suurella nopeu-35 della ja aallotuspään kanssa samansuuntaisesti pyörivä 4 84234 aallotettuun putkeen tarttuva ja tämän poikkeuttava työkalu. Tarkoituksenmukaisesti tällöin työkalu on kiinnitetty aallotuspäähän. Jotta putken hyvä ohjaus kääntämisen aikana olisi taattu, on työkalu muodostettu rengasmaiseksi. Edul-5 lisesti rengasmainen työkalu on vapaasti kiertyväksi laakeroitu aallotuspäähän kiinnitettyyn, työkalun käsittämään pitimeen. Tämän johdosta pienennetään kitkavoimat kehän suunnassa katsottuna minimiin. Renkaanmuotoinen työkalu on muodostettu tuurnamaiseksi, ts. sisääntulo- ja ulosmenoauk-10 ko laajentuvat trumpettimaisesti. Jotta työkalu voidaan sovittaa optimaalisesti putken halkaisijaan ja putken materiaaliin, työkalu on sekä putken kehän suunnassa, että myös säteittäisessä suunnassa kiinnitetty säädettävästä aallo-tuspäähän. Työkalun etäisyys aallotusakseliin on muutetta-15 vissa panemalla väliin renkaita. Hylsyä voidaan ennen aal-lotustapahtuman alkua säätää putken läpikulkusuunnassa. Niin valitaan edullisesti pehmeitä materiaaleja varten suurempi etäisyys aallotusakseliin kuin kovia materiaaleja varten.

20 Keksintöä on selostettu lähemmin kuvioissa 1-4 kaavamaisesti kuvatuissa sovellutusesimerkeissä.

Kuviossa 1 on kuvattu puola 1, josta vedetään muovattavaa metallinauhaa 2. Kahden esittämättä jätetyn pyörö-veitsiparin välissä leikataan nauha mittaansa ja muotoil-25 laan muotoiluvaiheessa telaparin 3 avulla rakoputkeksi. Hitsauslaitteen 4, edullisesti sähköisen valokaarihitsaus-laitteen avulla hitsataan rakoputken nauhareunat toisiinsa ja nyt suljettuun, mutta vielä sileään putkeen tartutaan poistolaitteella 5 ja se viedään aallotustyökalun 6 luokse. 30 Poistolaitteena käytetään edullisesti niinkutsuttua kiris-tyspihtipoistolaitetta, kuten on tunnettu DE-patenttijulkaisusta 1164355. Aallotustyökalusta 6 ulos tuleva putki 7 poikkeutetaan pyörivän työkalun 8 avulla valmistussuunnas-ta, kuten myöhemmin selostetaan lisää. Aallotettu putki 7 35 voidaan sen jälkeen kelata tavalliselle kaapelirummulle 9.

5 84234

Aallotuslaite ja poikkeutustyökalu on kuvattu kuvioissa 2 ja 3 suurennettuna. Aallotuspää 6 tukeutuu kuula-laakerin 10 välityksellä kiinteälle ohjaushylsylle 11. Oh-jaushylsy 11 muodostuu liukuhylsystä 11a, sovitushylsystä 5 11b ja ulkohylsystä 11c, joka on yhdistetty kiinteästi ko neen vaippaan.

Aallotuspää 6 on esittämättä jätetyllä tavalla kiertyvästä käytetty ja sen etupinnassa on vaippa 12, johon on kiinnitetty aallotuslevy 13, joka kuulalaakerin 15 välityk-10 sellä on laakeroitu kiertyvästä vaippaan 12.

Sen johdosta, että aallotuslevy 13 on laakeroitu kiertävästi ja putkenakselin suhteen epäkeskisesti, se vierii aallotuspään kiertyvässä käytössä sileän putken pinnan päälle ja tuottaa tällöin aallotuksen, joka rengasmaisen 15 aallotuslevyn 13 tapauksessa kulkee ruuviviivamaisesti. Käytettäessä aallotuslevyä, jossa on ruuviviivamaisesti kulkeva muodostamisripa saadaan rengasmainen aallotus.

Vaipan 12 etusivulle on kiinnitetty työkalu 8, joka poikkeuttaa aallotetun putken 7 valmistussuunnasta. Työkalu 20 8 muodostuu laippamaisesta osasta 16, joka on pistäen vä liin levy 17 kiinnitetty vaippaan 12 säteittäisessä ja kehän suunnassa siirtyvästi. Osan 16 sisälle on sovitettu hylsy 18, jonka sisäporaus laajenee trumpettimaisesti päiden suuntaan. Hylsyn 18 etäisyyttä aallotuslevyn 13 suun-25 taan voidaan muuttaa väliin pistettävillä renkailla 19. Työkalu 8 on kiinnitetty sillä tavoin vaippaan 12, että se pyörii epäkeskisesti aallotustyökalun keskiakselin suhteen ja siten sileän putken keskiakselin suhteen ja tällöin poikkeuttaa aaltoputkea 7 jatkuvasti keskiakselista. Aallo-30 tuslevyn 13 epäkeskisyys on tarkalleen vastakkainen työkalun 8 epäkeskisyydelle, niin että aaltoputken 7 taipumisen johdosta on käytettävissä enemmän materiaalia aallonmuodos-tusta varten, niin että syvempi aallotus on mahdollinen. Aallotuslevyn 13 ja hylsyn 18 välinen etäisyys a, eli aal-35 lotuslevyn 13 keskiviivan ja hylsyn 18 välinen etäisyys on 6 84234 riippuvainen sileän putken ulkohalkaisijasta D ja sen tulisi olla vähintään 0,5 D. Erityisen edulliseksi on osoittautunut etäisyys 1 - 1,5 D. Olennaista siistin syväaallotuk-sen kannalta on lisäksi se kulma, jonka verran aallotettua 5 putkea poikkeutetaan keskiakselista. Koska kulma itse on hyvin huonosti mitattavissa, otetaan tätä mittaa varten työkalun 8 epäkeskisyyden e ja etäisyyden a välinen osamäärä avuksi, jolloin tämän osamäärän tulisi olla pienempi kuin 1, edullisesti suuruusluokkaa 0,15. Epäkeskisyys on 10 työkalun 8 keskiakselin etäisyys aallotuspään 6 keskiakse-lin suhteen.

Hylsy 18 on tarkoituksenmukaisesti laakeroitu osaan 16 kuulalaakerin välityksellä vapaasti kiertyvästi.

Kuviossa 3 on kuvattu leikkaus viivaa A - A pitkin. 15 Tarttumiskohdat putkeen 7 samoin kuin aallotuslevyyn 13 sekä myös hylsyyn 18 sijaitsevat akselilla Z ja ovat siis sovitetut 180° siirretysti toistensa suhteen. Kuvattu sovitus olisi ihannesovitus "normaalin kovalle materiaalille". Taipuman etu- tai jälkikulku on riippuva seuraavista tekijöis-20 tä: a) putken materiaalin ominaisuudet b) putken geometriset mitat c) aallotuslevyn 13 voiman kohdistuspisteen ja hylsyn 18 tartuntapisteen etäisyys toistensa suhteen (a) 25 d) työkalun 8 epäkeskisyys e aallotuspään 6 keski- akselilla "pehmeää materiaalia", kuten kuparia, varten on osoittautunut 10° jälkikulku suotuisaksi, samalla kun "kovaa materiaalia", kuten erikoisterästä, varten on 15° etu-kulku osoittautunut suotuisaksi. Etu- ja jälkikulku on ku-30 viossa 3 esitetty plussalla ja miinuksella.

Putken 7 aallotus on kuviossa 2 esitetty ainoastaan kaavamaisesti. Tosiasiassa aallotus on olennaisesti syvempi. Niinpä esimerkiksi muodostettaisiin kuparinen sileä putki, jonka ulkohalkaisija on 40,4 mm ja seinämäpituus 0,5 35 mm, aaltoputkeksi, jonka ulkohalkaisija on 40,4 mm ja sei- 7 84254 nämäpaksuus 0,5 mm, aaltoputkeksi, jonka ulkohalkaisija on samoin 40,4 mm ja jonka sisälaajuus, ts. sisähalkaisija on 25,7 mm. Aallotuksen nousu olisi 3,1 mm.

Kuviossa 4 on esitetty kaaviokuva, jossa on esitetty 5 ordinaattana venyvyysraja ja abskissana suhde 10.

li Käy selville, että arvojen 1 ja 1,7 välillä suhteelle 10 li

venyvyysraja nousee. Austeniittiselle teräkselle (ylempi 10 käyrä) tämä nousu on jyrkimmillään. Jonkin verran vähemmän jyrkästi kulkee nousu kuparille (alempi käyrä). Suhteen 1G

1^ ollessa suurempi kuin 2 venyvyysrajan nousu ei enää ole todettavissa.

»

Claims (12)

1. Menetelmä metalliputken aallottamiseksi, jossa jatkuvassa työtavassa sileää putkea, edullisesti pitkit-5 täissaumahitsattua sileää putkea johdetaan hylsyn (11) läpi ja välittömästi hylsyn takana sileään putkeen tarttuu aal-lotustyökalu (6), johon on laakeroitu aallotuslevy (13), jolla on suurempi sisäläpimitta kuin sileän putken halkaisija, ja joka on sovitettu vapaasti kiertyväksi ja laake- 10 roitu epäkeskiseksi kiertokäyttöiseen aallotuspäähän (6), tunnettu siitä, että aallotettua putkea (7) poikkeutetaan sen läpikulkusuunnasta aallotuslevyn (13) vaiku-tuskohdan jälkeen vastakkaiseen suuntaan aallotuslevyn vaikutussuuntaan nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että aallotettua putkea (7) poikkeutetaan sen läpikulkusuunnasta kohdistamalla siihen tietty voima aallotuslevyn (13) kulloistakin mainittua vaikutuskohtaa vastapäätä olevalle sivulle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mainittu voima kohdistetaan aallo-tettuun putkeen (7) etäisyydellä a mainitusta vaikutuskoh-dasta, joka etäisyys a on vähintään 0,5 D, edullisesti vähintään 0,8 D, jolloin D on sileän putken ulkohalkaisija.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että epäkeskisyys e, jolla aallotettua putkea (7) poikkeutetaan sen läpikulkusuunnasta, on riittävä suhteen e/a ollessa pienempi kuin 1, edullisesti pienempi kuin 0,2.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että poikkeutusvoiman vaiku-tuspisteen maksimaalinen poikkeama aallotuslevyn (13) vaikutuskohtaa vastapäätä olevan kohdan suhteen on ± 30° putken kehän suunnassa katsottuna.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n- 9 84234 n e t t u siitä, että aallotuslevyn (13) kiertosuunnassa katsottuna poikkeutusvoiman vaikutuspiste "pehmeiden materiaalien", kuten kuparin yhteydessä, säädetään pienemmäksi kuin 180° ja "kovien materiaalien", kuten esimerkiksi te-5 räksen tai erikoisteräksen yhteydessä, säädetään suuremmaksi kuin 180° aallotuslevyn (13) vaikutuskohdasta.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen menetelmän suorittamiseksi tarkoitettu laite, joka käsittää sileää putkea tukevan kiinteästi asennetun hylsyn (11) ja 10 putken läpikulkusuunnassa katsottuna hylsyn takana sijaitsevan, sileään putkeen tarttuvan pyörivän aallotustyökalun, joka muodostuu kiertokäyttöisestä aallotuspäästä (6), jossa on vapaasti kiertyvä ja epäkeskisesti laakeroitu aallotus-levy (13), tunnettu siitä, että aallotuspään (6) 15 taakse on sovitettu yhtä suurella nopeudella ja aallotuspään (6) kanssa samansuuntaisesti pyörivä aallotettuun putkeen (7) tarttuva ja tämän poikkeuttava työkalu (8).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että työkalu (8) on kiinnitetty aallotus- 20 päähän (6).

8 84234

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että työkalu (8) käsittää rengasmaisen osan (18).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, t u n - 25. e t t u siitä, että rengasmainen osa (18) on laakeroitu vapaasti kiertyväksi aallotuspäähän (6) kiinnitettyyn, työkalun (8) käsittävään pitimeen (16).

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että työkalu (8) on sekä putken 30 kehän suunnassa että myös säteittäisessä suunnassa kiinnitetty säädettävästi aallotuspäähän (6).

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hylsy (11) käsittää putken läpikulkusuunnassa säädettävän liukuhylsyn (11a). 10 84264