JPS606221A - 帯片を管へらせん状に巻付ける方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転駆動される非円形断面の管により帯片を
帯片巻き体から引出し、引張り応力により冷間変形しな
がら直立した状態で管のそれぞれの半径に合わせ、管へ
設けるとき圧延過（５） 程を受けさせる、非円形なるべく長円形または楕円形断
面の管へ直立する帯片をらせん状に巻付ける方法および
装置に関する。

従来技術 ドイツ連邦共和国特許第２３］３４３６号明Ｕ書から、
基縁を直角にｆｆ１Ｊけられている帯片を長円形断面の
・胃へらせん状に巻付ける方法が公知であり、管を回転
し、帯片に引張り応力をかけてそれぞれの管半径に応じ
て帯片面内で基縁か。ら込縁まで変形を増大しながら管
上へ円滑に巻付け、その際直角に保つことによって、帯
片を冷間変形しながら管のそれぞれの半径に合わせる。

管の長円形断面にもかかわらず、それにより生ずる帯片
の脈動する応力を可能にするため、公知の方法では帯片
の基縁が９０°の角度以上に曲げられ、管への巻付は後
はぼ直角な状態に揮房される。帯片の直角に立つ辺は管
へ当る個所の直的で両側の押圧力により付加的に伸ばさ
れて、長円形管の異なる半径べ帯片を合わせるのを容易
にし、巻付は速度を高めることができる。連（６） 続的に作用する押圧力を生ずるため、ド・イツ連邦共和
国特許第２３＋３４３６号囲ｔｌＩｌｌ　’Ｎから公知
の装置では、管へ帯片を供給する帯片案内部に、自由に
回転できるように支持される少なくとも１つの抑圧ロー
ラが設けられて、その回転軸線が帯片面に対して平行に
しかも帯片の曲げられた縁の方へ前面が向いているこの
帯片の運動方向に対し鋭角をなして設けられている。こ
の公知の方法および装置により、断面ｌ、形の帯片が円
滑にかつ亀裂なく長円形管へ巻付けられて、熱交換器の
製造に使用される。帯片を巻付けられる管の最高回転速
度は毎分約７１００回転である。

しかし管が円形とは甚だしく異なる長円形断面をもって
いると、回転速度を著しく低下せねばならず１．シかも
ドイツ連邦共和国特許第２４３６７６８号朗ｎ野により
同時に複数の帯片を多条らせんとして管へ巻付け、管の
回転軸線を包囲する周囲にわたって帯片の供給装置を分
布するときにも、回転速度を低下せねばならない。

さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第３１３（７） １４７３号明則書から、円形断面をもつ電に帯片をらせ
ん状に巻付ける装置が公知であり、管へ設ける直前に帯
片を圧延過程により変形し、駆動される圧延素子と摩擦
膝触によりいっしょに回る圧延円板によりこの圧延過程
を行なう。この場合圧延円板は管軸線に対し傾斜可能に
かつ圧延素子に対し変位可能に支持されている。圧延素
子は管を同心的に包囲しかつ管軸線に対し直角に延びる
圧延面をもつ圧延環として構、成され、管の回転駆動Ｍ
置により回転に同期して駆動される。この装置も実際に
良好であることがわかったが、円形とは異なる断面形駄
をもつ管へ帯片を設けるのには適していない。

発明の目的 本発明の基礎コこなっている諜顆は、円形とは異なる断
面をもつ管へ直立する帯片をらせん状に巻付ける方法、
および円形とは甚だしく異なる断面をもつ管へ非常に小
さい兜享をもつ帯片を亀裂なくしかも著しく高い巻付は
速度で巻付けるのを可能にする装置を提供することであ
る。

（８） 目的を達するための手段 本発明の方法によるこの課題の解決策は、小さい曲率半
径をもつ管範囲へ帯片を周期的に反覆して設ける際、こ
の帯片の少なくとも外縁範囲を圧延することを特徴とし
ている。

少なくとも帯片の九縁範囲でしかも曲率半径の小さい管
範囲へ設けられる部分で帯片を圧延することにより、帯
片は引張り応力により生ずる冷却変形に加えて意識的シ
こ変形されるので、非常に薄い帯片でも亀裂なく高い巻
付は速度で巻付けることができ、しかも管の１条巻付け
も多条巻付けも行なうことができる。実験により、Ｉｆ
ｆ　面（７）　ｉ％　サと幅との比が１：３の管でも、
０．３ｍｍの厚さの帯片を毎分５５０回転以上で支障な
く巻付けられることがわかった。なぜならば、本発明に
よるＭ識的な圧延によって、著しい能力増大にもかかわ
らず亀裂の発生が避けられるからである。

本発明による方法の別の特徴によれば、最小の曲率半径
に達するまで管の曲率半径の減少に（９） つれて圧延過程の強さを連続的に増大し、管の曲率半径
の増大につれて再び減少する。これにより帯片へ作用す
る力の急激な変化が避けられる。

小さい曲率半径をもつ管範囲へ帯片を設ける際、本発明
の別の待黴によれば、この帯片の周朋的圧延過程を、基
縁から頂縁へ増大する帯片の卸びを伴う不変な連続圧延
に重畳する。この万策の結果能力の改善が行なわれる。

さらにそれぞれ自身の巻き体から引出される少なくとも
２つの帯片を多条らせんとして同時に管へ巻付け、その
際管への帯片の供給装置を、管の回転軸線を包囲する周
囲にわたって均一に分布させることによって、巻付は過
程において生ずる応力の低減を行なうことができる。管
への帯片巻付けにおいて公知のこの方策によって、特に
回転する管の応力が著しく低減される。

本発明による方法を実施する装置では、管のそれぞれの
半径に応じて管の回転軸線に対して動くことのできる巻
付はヘッドが、ＭＴｌして供（１０） 給される？ｔＶ片の案内素子のほかに圧延ローラをもち
、回転する管の周面に常に押付けられている。この装置
の本発明による発変は、圧延ローラが管の回転軸線に対
して平行にかつ圧延対向面に対して動き得るように巻付
はヘッドに支持されて、半径方向移動可能に案内される
巻ｆｊけヘッドと固定した抑圧支持体との間に設けられ
る押し棒うこより制御可能であるという特徴をもってい
る。

装置の本発明によるこの構成によって、回転する管によ
り生ずる春用はヘッドの運動に関係して、圧延ローラが
押し棒を介して圧延対向面に対し動かされるので、かさ
い曲率半径をもつ管範囲へ帯片を周期的に反覆して設け
る専管へ巻付けられる帯片は、大きい曲率半径をもつ管
範囲へ帯片を設ける場合より大きい圧延ローラ揮圧力を
受ける。これを自動的に行なうため、巻付はヘッドが回
転する管から半径方向外方へ動かされると、一端を固定
した押圧支持体に支持される押し棒が、巻付はヘッドに
動き得るように支持される圧延ローラへ増大する押圧力
を及ぼす。したがって管の断面構成に関係する巻付はヘ
ッドのこの運動は、押し棒によって圧延ローラの圧力印
加を自動的に制御し、その際巻付はヘッドの半径方向外
方への変位の増大につれて押圧力も増大するように、押
し棒の初期位置を設定しさえすればよい。

これは次のようにすることによって筒型に行なうことが
できる。すなわち管表面と管の囲・転軸線との最大年附
に一致する所望の最大圧力印加の際、押し棒が管の回・
転軸線に対してはミ・Ｊ平１テに延び、したがって巻付
はヘッドが管の回転軸線の方へ動く際、押し棒が増大す
る傾斜位置をとり＼この傾斜角の増大の、結果印加圧力
が次第に減少する。管表面の小さい曲率半径がこの管表
面と管の回転軸線との大きい距暉に一致するという事実
が、本発明）こよる装置では、圧延ローうにより及ぼさ
れる圧延力を管表面のそれぞれの曲率半径に応じて変化
するのに使用される。

本発明の別の特徴によれば、巻付はヘッドが管の回転軸
、腺に対して直角に案内される往復台に設けられ、この
往復台が回転軸線の方へばね力により荷重をかけられて
いる。これにより一方では管表面への巻伺はヘッドの確
実な接触が行なわれ、他方では巻付はヘッドの確実な案
内が行なわれる。好ましい実施態様では、往復台が２つ
の案内棒」二に管の半径方向シこ案内され、圧力媒体シ
リンダにより荷重をかけられている。

好ましい構成では、圧力媒体シリンダが揺動レバーを介
して往復台に作用している。

構造的に筒型で容易に調節可能な構成を得るため、本発
明シこよれば圧延ローラが揺動片に自由に回転できるよ
うに支持され、この揺動片が管の回転軸線に対して直角
にしかも往復台の運動方向に対して直角に延びる軸線の
まわりに揺動できるように巻付はヘッドに支持されてい
る。

この場合揺動片の支持がなるべく２つの側方ジャーナ゛
ルにより行なわれる。さらに揺動片は押し棒の可動端部
用支持面をもち、この押し棒の（］３） 他の端部が固定した押圧支持体に支持されている。

圧延ローラから帯片へ及はされる圧延力を精確にかつ精
密に決定可能に調節できるようにするため、本発明の別
の特徴によれば、抑圧支持体が、押し棒用支持面をもつ
調節往復台と固定支持板とにより形成され、調節往復台
が管の回転軸線に対して半径方向に変位できるように支
持段に案内されている。この調節往復台により、及ぼさ
れる圧延力が調節されるのみならず、装置が異なる寸法
の管にも合わされる。

押し棒用支持面が、管の回転軸線に対して平行に延びる
調節ねしの端面に形成されていることによって、別の調
節可能性が与えられる。したがってこの調節ねじにより
、押し棒の両方の支持点の距離を変化し、それにより巻
付はヘッドの運動の際生ずる押圧力を調節することが可
能となる。［１に調節往復台が支持板に対しなるべくハ
ンドルをもつねじ軸により変位可能である。

（１４） 特定の場合管へ巻付けられる帯片を平滑な表面をもつよ
うにνに成せず、Ｗ形断面をもつように構成するのが望
ましいことがあるので、本発明り別の特徴によれば、圧
延ローラの圧延面が＋ｆｃ形断面をもっているようにす
ることができる。

この異形断面は圧延範囲において設けられる帯片の大き
さを定められた意識的な延びを生ずるのに役だつ。圧延
ローラがころがり軸受により形成されると、特に簡１’
Ｂな構成が得られる。

実施例 図面には、本発朋による装７ｊの１つの実施例と、本発
明の方法により圧延されるひれ付き管の２つの例が示さ
れている。

第１図ないし第３図に全体を示されている装置は、長円
形断面をもつ？″？Ｒへ直立する帯片をらせん駄に巻付
けるのに用いられ、図示した実ｉ例では２つの１）７片
Ｂが：司、ｌｊ；にそれぞれ自身の巻き体から管■くへ
巻付けられる。帯片Ｂは回転駆動される管Ｒによりその
巻き休から引出され、引張り応力により冷り１１変形し
ながら長円形管の（１５） それぞれの半径−二合わされる。管表面の異なる曲率半
径へ帯片Ｂをこのように合わせるため、帯片Ｂは小さい
曲率半径をもつ管範囲へ設けられる際少なくともその込
縁範囲を圧延され、しかも図にボした装置により圧延さ
れる。

この立置腎は保持架台１に支持され、図示した実施例で
はそれぞれ往を台３に取付けられている２つの巻付はヘ
ッド２を含んでいる。各往復台３はころがり支持ブシュ
４により２つの案内棒５上に移動可能に案内されている
。対向する２つの往復台３に対して共通に設けられる案
内棒５は、管Ｒの回転軸線りに対して直角に延びている
ので、往復台３上に設けられる巻付はヘッド２は管Ｒに
対して半径方向に動くことができる。案内棒５は支持台
５ａにより枠１ａに取付けられ、一方この枠は保持架台
Ｉに設けられている。

？ｔｉｆ台３に設けられている巻付はヘッド２が、管Ｒ
の回転の際常に管表面に接触しているようにするため、
往復台３は揺動レバー６を介して（１６） それぞれ管Ｒの方へ圧力短体シリンダ７により荷重をか
けられている。したがってこれらの圧力媒体シリンダ７
により、管Ｒの回転の際管表面と回転軸線りとの距雛し
たがって往復台３の半径方向運動が生ずるにもかかわら
ず、巻付はヘッド２は常に管表面に接している。

第４図には巻付はヘッド２の正面が示され、第５図は第
４図の切断線ｖ−■による断面を示している。両方の図
かられかるように、巻付はヘッド２は基体８をもち、こ
の基体８に揺動片９が２つの側方ジャーナル９ａにより
揺動可能に支持されている。揺動片９は圧延ローラ１０
をもち、実施例ではこの圧延ローラ１０はころがり軸受
により形成されている。

前述しかつ第４図および第５図シこ示ｊ揺動片９の支持
により、圧延ローラ１０は管Ｒの回転軸線りに対して平
行にかつ圧延対向面に対して動き得るように巻付はヘッ
ド２に支持され、第２図および第３図に示す実施例では
、この圧延対向面は管Ｒへ巻付けられる帯片Ｂのため巻
付（１７） けヘッド２にある案内櫛片によって形成されている。圧
延対向面に支持される帯片Ｂへ圧延ローラ１０を押付け
ることによって、この帯片Ｂを圧延して、帯片Ｂをそれ
ぞれの管半径へ合わせるため引張り応力により生ずる冷
間変形を助長することができる。

第１図のように伸びた状態で供給される帯片Ｂを管Ｒの
表面へ合わせることは、管表面が小さい曲率半径をもつ
とき特に困難なので、ホさい曲率半径をもつ管範囲へ設
ける際帯片Ｂが少なくともその外縁範囲を圧延されるよ
うに、各圧延ローラ１０が制御される。この目的のため
揺動片９に自由に回転できるように支持される各圧延ロ
ーラ１０は、押し棒Ｊ１により制仰され、この押し棒１
１は一方では揺動片９の支持布９ｂｇに支持され、他方
では固定した押圧支持体１２に支持されている。

第６図ないし第８図には保時架台１に取付けられた基板
１３が認められ、この基板１３に支持環１４が回転可能
に取付けられている。この支（１８） 持環１４に支持板１５が取付けられ、この支持板１５に
調節往復台１６が移動可能に案内されている。支持板１
５シたがって保持架台１に対するこの調節往復台１６の
変位は、ハンドル１８を備えたねじ軸１７により行なわ
れる。揮し棒１１用の本来の支持面シよ、調節往復台１
６のねじ穴内に設けられて管Ｒの回転軸線りに対して平
行に延びる調節ねじ１９の端面により形成される。

揺動片９と調節ねじ１９との間に設けられる押し棒１１
は、調節往復台１６と調節ねじ１９とにより調１ｉされ
て、管Ｒがその最大直径により第１図および第２図に示
すように巻付はヘッド２を最も大きく外方へ押したとき
、押し棒１１が管Ｒの回転軸線りに対してほぼ平行な位
置をとるようにしている。この位置″ｃ帯片Ｂは最小の
曲率半径をもつ管範囲へ巻す丁けられるので、押し棒１
１の押圧力はこの位置でその最大値に達しなければなら
ない。

管Ｒが回転により第１図および第２図に示ｔこの位置か
ら出ると、巻付はヘッド２は圧力媒体シリンダ７により
半径方向内方に回転軸ｉｉ　Ｄの方へ移動せしめられる
。これにより押し棒１１は第３図５こ示すように回転軸
線りに対して鋭角をなす位置へ達する。巻付はヘッド２
が円方へ移動する結果、押し棒１１の支持面間の距離が
増大するので、押し棒１１の長さが不変であるため、圧
延ローラ１０をもつ揺動片９は巻付はヘッド２の圧延対
向面から離れる揺動運動を行なうことができ、この揺動
運動・、こより圧延圧力が減少する。

非円形管の表面により強制される巻付はヘッド２の運動
は、したがって前述したように設けられた押し棒１１を
介して巻付はヘッド１０が回転軸線りから最も大きく脛
れたとき、圧延ローラ１０の圧延圧力が最大になり、巻
付はヘッド２が半径方向内方に回転軸線りの方へ動かさ
れるとき、圧延圧力が減少するようにしている。

管Ｒの回転軸線りと管表面との大きい距離は小さい曲率
半径と同じことなので、前述したようにして、小さい曲
率半径をもつ管範囲へ帯片Ｂを巻付ける際、圧延ローラ
１０により最大の圧延圧力が及ぼされる。今や帯片Ｂを
小さい曲率半径の管範囲でのみ少なくとも外縁範囲を圧
延するか、または管の全周へ巻付ける際帯片Ｂを圧延す
るかは、調節往復台１６および調節ねじ１９の調節の問
題であるが、特定の初期荷重による連続的な不変圧延に
、周期的に増大および減少炙る圧延過程が重畳され、こ
の周期的に変化する圧延過程は管の曲率半径の減少につ
れて最小曲率半径に達するまで増大し、管の曲率半径の
増大につれて再び減少する。

第１１図には、らせん駄に２条に帯片Ｂを巻付けられる
管Ｒの拡大断面図で、帯片Ｂが最小曲率半径の範囲での
み圧延されるとき生する圧延区域２が示されている。第
１２図は、その圧延面を異形断面にされた圧延ローラ１
０　（第９図および第１０図）を使用した場合における
同じ圧延区域２を示している。図かられかるように、圧
延ローラ】０の圧延面にある凹所］Ｏａにより一挿の卸
張カムが形成され、それにより帯片Ｂ（２１） に第１２図シこ示ずような刻印が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面が直立した状軛にある長円形管へ２つの帯
片をらせん状に巻付ける装置の正面図、第２図は第１図
による装置の管軸線に沿う垂直断面図、第３図は帯片を
巻付けられる管が第２図に対し９０°回された位置にあ
る装置の第２図シこ対応する断面図、第４図は第１図に
よる巻付はヘッドの鉱夫正面図、第５図は第４図の切断
線ｖ−■による巻付はヘッドの断面図、第６図は固定押
圧支持体の正面図、第７図はその平面図、第８図は第６
図の切断線Ｖ１１１−ＶＴＩＩによる押圧支持体の断面
図、第９図は圧延ローラの実施例の中心を通る断面図、
第１０図は第８図による圧延ローラの半分の正面図、第
１１図は平滑な帯片表面をもつ２つの帯片を巻付けられ
るひれ付き管の断面図、第１２図は異形断面圧延ローう
により製造されるひれ付き管の第１１図に対応する断面
図である。 ２・・・巻付はヘッド、３・・・往復台、７・・・圧力
媒体シリンダ、１０・・・圧延ローラ、１１・・・（２
２） 押し棒、１２・・・押圧支持体、Ｂ・・・帯片、Ｄ・・
・回転軸鞭、Ｒ・・・管 （２３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転駆動される非円形断面の管により帯片を帯片巻
   き体から引出し、引張り応力により冷間変形しながら直
   立した状態で管のそれぞれの半径に合わせ、管へ設ける
   とき圧延過程を受けさせる方法において、小さい曲率半
   径をもつ管範囲へ帯片（Ｂ）を周期的に反覆して設ける
   際、この帯片の少なくとも外縁範囲を圧延することを特
   徴とする、直立する帯片を管へらせん朕に巻付ける方法
   。 ２　最小の曲率半径に達するまで管（Ｒ）の曲率半径の
   に／Ｊ＞につれて圧延過程の強さを連続的に増大し、管
   （Ｒ）の曲率半径の増大につれて再び減少することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　小さい曲率半径をもつ管範囲へ帯片（Ｂ）を（１） 設ける際、この帯片の周期的圧延過程を、基縁から頂縁
   へ増大する帯片の伸びを伴う不変な連続圧延に重畳する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の方法。 ４　それぞれ自身の巻き体から引出される少なくとも２
   つの帯片（Ｂ）を多条らせんとして同時に管（Ｒ）へ巻
   付け、その際管（Ｒ）への帯片（Ｂ）の供給装置を、管
   （Ｒ）の回転軸線（Ｄ）を包囲する周囲にわたって均一
   に分布させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ５　管のそれぞれの半径に応じて管の回転軸線に対して
   動くことのできる巻付はヘッドが、直立して供給される
   帯片の案内素子のほかに圧延ローラをもち、回転する管
   の周面に常に押付けられているものにおいて、圧延ロー
   ラ（１０）が管（Ｒ）の回転軸線ＣＤ）に対して平行に
   かつ圧延対向面に対して動き得るように巻付はヘッド（
   ２）に支持されて、半径方向移動可（２） 能に案内される巻付はヘッド（２）と固定した押圧支持
   体（１２）との間に設けられる押し棒（１１）により制
   １１１１ｒｉＪ能であることを特徴とする、直立する帯
   片を非円形の管へ巻付ける装置。 ６　巻付Ｇけヘッド（２）が管（Ｒ）の回転軸線（Ｉｌ
   ＋）に対して直角に案内される往復台（３）に設けられ
   、この往復台（３）が回転軸線（ｒｌ）の方へばね力に
   より荷重をかけられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第５珀に記載の装置。 ７　往復台（３）が２つの案内棒（５）上に管の半径方
   向に案内されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項に記４あの装Ｆｔ　ａ８　往復台（３）が圧力短体
   シリンダ（７）により荷重をかけられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項または第７項に記載の装置
   。 ９　圧力媒体シリンダ（７）が揺動レバー（６）を介し
   て往復台（３）に作用していることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載の装置。 １０　圧延口―う（１０）が揺動片（９）に自由に回転
   （３） できるように支持され、この揺動片（９）が管（Ｒ）（
   ７）回１１ｆｆｉ軸線（Ｄ）に対して直角にしかも往復
   台（３）の運動方向に対して直角に延びる軸線のまわり
   に揺動できるように巻付はヘッド（２）に支持されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装置
   。 １１　揺動片（９）が２つの側方ジャーナル（９ａ）に
   より巻付はヘッド（２）に支持されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１０項に記載の製画。 １２　揺動片（９）が押し棒（１１）の可動端部…支持
   布（９ｂ）をもち、この押し棒（１１）の曲の端部が固
   定した押圧支持体（１２）に支持されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１０項または第１１項に記載の
   装置。 】３　押圧支持体（１２）が、押し棒（１１）用支持面
   をもつ調節往復台（１６）と固定支持板（１５）とによ
   り形成され、調節往復台（１６）が管（Ｒ）の回転軸線
   ＣＤ）に対して半径方向に変位できるように支持板（１
   ５）に案内されていることを特徴と（４） する、特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４　押し棒（１１）用支持面が、管（Ｒ）の回転軸線
   （Ｄ）に対して平行に延びる調節ねじ（１９）の端部に
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１３
   項に記載の装置。 １５　調Ｓ往復台（］６）が支持板（］５）に対しねじ
   軸（］７）により変位可能であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１３項に記載の装＠。 １６　圧延ローラ（］０）の圧延面が異形断面（］Ｏｇ
   ）をもっていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   に記載の装置。 】７　圧延ローラ（］０）がころがり軸受により形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項または
   第１０項に記載の装置。