DE102005063359B4

DE102005063359B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Rillenrohrs und dessen Konstruktion

Info

Publication number: DE102005063359B4
Application number: DE102005063359A
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Kariya Nakamura; Kinji Anjo Ochiai
Original assignee: Denso Corp; Denso Airs Corp; Denso Air Systems Corp
Current assignee: Denso Corp; Denso Airs Corp; Denso Air Systems Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2025-11-08

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Rillenrohrs enthält einen Druckschritt und einen Längsverschiebungsschritt. Der Druckschritt drückt ein Nutbildungswerkzeug (140) gegen eine Außenfläche einer Wand (11a) eines Rohrs (11) in einer Richtung radial nach innen an einer Stelle, die um einen vorbestimmten Abstand von einem Endabschnitt des Rohrs (11) getrennt ist. Die Längsverschiebung wird durch Längsverschieben wenigstens eines Elements des Nutbildungswerkzeugs (140) und des Rohrs (11) relativ in einer Längsrichtung des Rohrs (11) durchgeführt, während das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenfläche der Wand (11a) des Rohrs (11) gedrückt wird, um einen Nutabschnitt (11c) zu bilden, der von der Außenfläche der Wand (11a) des Rohrs (11) vertieft ist. Das Verfahren wird in geeigneter Weise zum Formen eines Innenrohrs (11) eines doppelwandigen Rohrs verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rillenrohrs und betrifft eine Konstruktion eines Rillenrohrs. Die Konstruktion des Rillenrohrs wird geeigneterweise für ein doppelwandiges Rohr benutzt.
Herkömmlicherweise ist ein Rillenrohr bekannt, um zum Beispiel als ein Innenrohr zu dienen, das in einem doppelwandigen Rohr enthalten ist.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2003-329376 offenbart ein herkömmliches Formungsverfahren eines Rillenrohrs für ein doppelwandiges Rohr. Das doppelwandige Rohr enthält ein Innen- und ein Außenrohr mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern. Nachdem das Innenrohr in das Außenrohr eingesetzt ist, wird an dem Innenrohr ein Schraubengewinde durch Verdrehen des Innenrohrs gebildet. Das Schraubengewinde wird gebildet, um einen Durchmesser einer Wand des Innenrohrs zu vergrößern. So werden Rippen des Schraubengewindes gegen eine Innenumfangsfläche des Außenrohrs gebildet, dass sie in der Wand des Innenrohrs vertieft ist.
Jedoch ist ein Nutformungsbereich in einer Längsrichtung des Innenrohrs nicht stabil, weil das Schraubengewinde vorsteht und auch die Nut vertieft ist, um ein Rilleninnenrohr durch Verdrehen des Innenrohrs zu bilden. Auch ist eine Produktqualität nicht stabilisiert, weil eine Form der Nut uneben ist. Eine Länge des Durchmessers des Rohrs ist ebenfalls ungleichmäßig, weil das Schraubengewinde radial aus dem Rohr vorsteht. Deshalb ist es für das herkömmliche Rillenrohr wegen wenigstens einem der oben beschriebenen Nachteile schwierig, einen Marktbedarf zu erfüllen.
Es ist auch nachteilig, dass ein vorstehender Teil des Innenrohrs nicht stark zum Außenrohr gedrückt wird, wenn das doppelwandige Rohr gebildet wird. Ein Teil des vorstehenden Teils des Innenrohrs kontaktiert manchmal das Außenrohr in einer Mitte eines Verdrehprozesses. Somit ist das herkömmliche Verfahren zur Verwendung zum Verdrehen eines langen Rohrs schwierig. Auch muss ein Längsende des doppelwandigen Rohrs durch ein zusätzliches Element (ein Kopfstück) abgedichtet werden, weil es einen Spalt zwischen den Durchmessern des Innenrohrs und des Außenrohrs gibt. Dies resultiert in einem Anstieg einer Anzahl von Komponenten und einer Anzahl von Prozessen.
DD 115 436 A6 beschreibt eine schwer-industrielle Verarbeitungsmaschine mit scheibenförmigen Walzelementen. Mit dieser Maschine können Ringnuten in einem Rohr vorgesehen werden. Schraubenförmige Nuten können mit dieser Maschine nicht hergestellt werden.
DE 693 06 851 T2 beschreibt eine Verarbeitungsmaschine, die ebenfalls Scheibenwalzen aufweist. Diese Maschine verschiebt die Scheibenwalzen sowohl in Längsrichtung als auch Umfangsrichtung, wobei diese Maschine komplexe Strukturen in ihren Halteabschnitten benötigt, um Wälzrichtungen der Scheibenwalzen festzulegen.
DE 36 27 121 A1 offenbart Kugeln, welche sich außerhalb des zu verarbeitenden Rohres befinden. Diese Kugeln tragen jedoch lediglich das Rohr und dienen nicht zur Deformation der Außenwand.
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum effektiven Herstellen eines Rillenrohrs vorzusehen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Rillenrohrs mit Nuten, die sich von einer vorbestimmten Stelle des Rohrs erstrecken, vorzusehen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Rillenrohrs mit einer gleichmäßig geformten Nut vorzusehen.
Es ist ebenso eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum effektiven Herstellen eines Rillenrohrs vorzusehen.
Es ist ebenso eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rillenrohrs mit Nuten, die sich von einer vorbestimmten Stelle des Rohrs erstrecken, vorzusehen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rillenrohrs mit einer gleichmäßig geformten Nut vorzusehen.
Es ist ebenso eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rillenrohr mit einer gleichmäßig geformten Nut vorzusehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Herstellen eines Rillenrohrs einen Schritt des Pressens eines Nutbildungswerkzeugs und einen Schritt des Längsverschiebens wenigstens eines des Nutbildungswerkzeugs und des Rohrs. Beim Schritt des Pressens wird ein Nutbildungswerkzeug an einer ersten Stelle, welche um einen ersten vorbestimmten Abstand von einem ersten Endabschnitt des Rohrs entfernt ist, gegen eine Außenfläche einer Wand eines Rohrs in einer radial nach innen gerichteten Richtung des Rohrs gedrückt. Weiter wird im Schritt des Längsverschiebens wenigstens eines des Nutbildungswerkzeugs und des Rohrs in einer Längsrichtung des Rohrs relativ verschoben, während das Nutbildungswerkzeug gegen die Außenfläche der Wand des Rohrs gedrückt wird, um einen Nutabschnitt zu bilden, der von der Außenfläche der Wand des Rohrs vertieft ist. Demgemäß kann ein Nutabschnitt in einer vorbestimmten Form unabhängig von der Rohrlänge leicht gleichförmig gebildet werden.
Zum Beispiel kann das Längsverschieben von der ersten Stelle zu einer zweiten Stelle, die um einen zweiten vorbestimmten Abstand von einem zweiten Endabschnitt des Rohrs getrennt ist, durchgeführt werden.
Das Verfahren weist einen Schritt des umfänglichen Verschiebens wenigstens eines des Nutbildungswerkzeugs und des Rohrs relativ in einer Umfangsrichtung des Rohrs, während das Nutbildungswerkzeug gegen die Außenfläche der Wand des Rohrs gedrückt wird, um den Nutabschnitt zu bilden, auf. Hierdurch kann das umfängliche Verschieben durchgeführt werden, um eine erste Nut zu bilden, die sich in der Umfangsrichtung des Nutabschnitts erstreckt, und das Längsverschieben kann durchgeführt werden, um eine zweite Nut zu bilden, die sich in der Längsrichtung von der ersten Nut in dem Nutabschnitt erstreckt. Ferner kann das umfängliche Verschieben ausschließlich um einen vorbestimmten Drehwinkel durchgeführt werden, um eine erste Nut in dem Nutabschnitt in eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende Bogenform zu formen. Alternativ kann das umfängliche Verschieben um wenigstens eine Umdrehung exklusiv durchgeführt werden, um eine erste Nut in dem Nutabschnitt in eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende Ringform zu bilden.
Außerdem kann nur das umfängliche Verschieben durchgeführt werden, um eine sich in Umfangsrichtung erstreckende erste Umfangsnut des Nutabschnitts wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der ersten Stelle zu bilden, sowohl das Längsverschieben als auch das umfängliche Verschieben werden gleichzeitig durchgeführt, um zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle eine gewundene Nut des Nutabschnitts zu bilden, nachdem die erste Umfangsnut gebildet ist, und nur das umfängliche Verschieben kann durchgeführt werden, um eine sich in Umfangsrichtung wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der zweiten Stelle erstreckende zweite Umfangsnut des Nutabschnitts zu bilden, nachdem die gewundene Nut gebildet ist. Alternativ kann nur das umfängliche Verschieben durchgeführt werden, um eine sich in Umfangsrichtung wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der ersten Stelle erstreckende erste Umfangsnut des Nutabschnitts zu bilden, nur das umfängliche Verschieben kann durchgeführt werden, um eine sich in Umfangsrichtung wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der zweiten Stelle erstreckende zweite Umfangsnut zu bilden, und sowohl das Längsverschieben als auch das umfängliche Verschieben können gleichzeitig durchgeführt werden, um eine gewundene Nut des Nutabschnitts zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle zu bilden, nachdem die erste und die zweite Umfangsnut gebildet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Herstellen eines Rillenrohrs einen Schritt des Pressens eines Wälzelements an eine Außenfläche einer Wand eines Rohrs radial nach innen und einen Schritt des relativen Verschiebens wenigstens eines des Wälzelements und des Rohrs, während das Wälzelement an die Außenfläche der Wand gedrückt wird. Beim Verschieben rollt das Wälzelement auf der Wand des Rohrs und bildet während des Rollens einen Nutabschnitt an der Wand. Dem gemäß kann der Nutabschnitt unabhängig von der Rohrlänge stabil gleichförmig gebildet werden.
Ferner können das Wälzelement und das Rohr wenigstens in einer Richtung einer axialen Richtung und einer Umfangsrichtung des Rohrs relativ verschoben werden.
Das Rillenrohr kann geeigneterweise als ein Innenrohr für ein doppelwandiges Rohr verwendet werden, in welchem ein Kanal durch Verbinden des Innenrohrs und eines Außenrohrs außerhalb des Innenrohrs gebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Herstellungsvorrichtung zum Bilden eines Rillenrohrs ein Halteelement, das ein Rohr hält, ein Nutbildungswerkzeug, das angeordnet ist, um eine Außenwand des Rohrs radial in das Rohr zu drücken und einen Hutabschnitt an der Außenwand zu bilden, ein Presswerkzeug, das angeordnet ist, um das Nutbildungswerkzeug gegen die Außenwand radial nach innen zu drücken, und ein Längsverschiebungselement, durch welches wenigstens eines des Rohrs und des Nutbildungswerkzeugs in einer Längsrichtung des Rohrs relativ verschiebbar ist, während das Nutbildungswerkzeug gegen die Außenwand des Rohrs drückt. Deshalb kann das Rillenrohr mittels der Herstellungsvorrichtung einfach gebildet werden.
Die Herstellungsvorrichtung kann mit einem Drehverschiebungselement versehen sein, durch welches wenigstens eines des Rohrs und des Nutbildungswerkzeugs in einer Umfangsrichtung des Rohrs relativ verschiebbar ist, während das Nutbildungswerkzeug gegen die Außenwand des Rohrs drückt. Außerdem kann das Nutbildungswerkzeug mehrere Nutbildungswerkzeugteile enthalten, die in Abständen in einer Umfangsrichtung des Rohrs angeordnet sind, um gegen die Außenwand des Rohrs zu drücken. Zum Beispiel enthält das Nutbildungswerkzeug eine Kugel oder eine Walze, die auf der Außenwand des Rohrs rollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Herstellungsvorrichtung zum Bilden eines Rillenrohrs ein Wälzelement, das angeordnet ist, um eine Außenwand eines Rohrs radial in das Rohr zu drücken, und ein Verschiebungselement, durch welches wenigstens eines des Rohrs und des Wälzelements relativ verschoben wird. In der Herstellungsvorrichtung rollt das Wälzelement auf der Außenwand des Rohrs, während es gegen die Außenwand gedrückt wird, um einen Hutabschnitt an der Außenwand des Rohrs zu bilden. Deshalb kann das Rillenrohr mit einer gleichförmigen Hutform unabhängig von der Rillenrohrlänge stabil gebildet werden.
Die Erfindung wird zusammen mit weiteren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon am besten aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und den beiliegenden Zeichnungen verständlich. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht eines doppelwandigen Rohrs;
2 eine Draufsicht eines Endabschnitts eines Innenrohrs;
3 eine Vorderansicht einer Herstellungsvorrichtung zum Bilden eines Rillenrohrs;
4 eine vergrößerte Draufsicht eines Bearbeitungswerkzeugs und eines Nutbildungswerkzeugs aus Sicht einer Richtung IV in 3;
5 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Rillenrohrs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
6 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des Rillenrohrs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
7 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Rillenrohrs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein doppelwandiges Rohr 10 gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise für einen Kühlkreis einer Fahrzeug-Klimavorrichtung verwendet. Das doppelwandige Rohr 10 dient als ein Rohr für ein Kältemittel. Das doppelwandige Rohr 10 dient auch als ein Innenwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen einem Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel aus einem Kondensator des Kühlkreises und einem Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel aus einem Verdampfapparat. Das doppelwandige Rohr 10 ist mit einem Außenrohr 12 und einem in das Außenrohr 12 eingesetzten Innenrohr 11 aufgebaut. Das Niedertemperatur/Niederdruck-Kältemittel strömt durch das Innere des Innenrohrs 11. Das Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel strömt durch einen Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12. Des Innenrohr 11 des doppelwandigen Rohrs 10 enthält Nuten 11b, 11c. Die Nuten 11b, 11c sind so ausgebildet, dass sie von einer Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 vertieft sind. Die Nuten 11b, 11c sind unter Verwendung einer Herstellungsvorrichtung 100 zum Bilden eines Rillenrohrs gebildet.
Grundkonstruktionen des doppelwandigen Rohrs 10 und der Herstellungsvorrichtung 100 zum Bilden des Rillenrohrs werden unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. 1 ist eine Teilschnittansicht des doppelwandigen Rohrs 10. 2 ist eine Draufsicht eines Endabschnitts des Innenrohrs 11. 3 ist eine Vorderansicht der Herstellungsvorrichtung 100 zum Bilden des Rillenrohrs. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Bearbeitungswerkzeugs 130 und eines Nutbildungswerkzeugs 140 aus Sicht einer Richtung IV in 3.
Eine Länge des in 1, 2 dargestellten doppelwandigen Rohrs 10 beträgt zum Beispiel etwa 700 bis 900 mm. Das doppelwandige Rohr 10 enthält das Innenrohr 11 und das Außenrohr 12. Das Außenrohr 12 ist so angeordnet, dass das Innenrohr 11 das Außenrohr durchdringt. Ein Innendurchmesser des Außenrohrs 12 ist zum Beispiel in einer Längsrichtung konstant auf 19,6 mm gehalten. Ein Außendurchmesser des Innenrohrs 11 ist zum Beispiel auf 19,05 mm gehalten. Somit ist der Innendurchmesser des Außenrohrs 12 etwas größer als der Außendurchmesser des Innenrohrs 11. Ein rohrförmiges Verbindungselement 12b ist an jedem Endabschnitt des Außenrohrs 12 angeordnet. Jedes rohrförmige Verbindungselement 12b ist in einem vorbestimmten Abstand von einem entsprechenden offenen Ende des Außenrohrs 12 angeordnet. Jedes Verbindungselement 12b steht mit einer Oberfläche eines entsprechenden Endabschnitts des Innenrohrs 11 in Eingriff und ist damit verbunden. Ein Stechloch 12a ist in jedem Endabschnitt des Außenrohrs 12 ausgebildet und ist an einer Längsinnenseite eines entsprechenden Verbindungselements 12b angeordnet. Jedes Stechloch 12a dient als ein Durchgangsloch, das radial eine Wand des Außenrohrs 12 durchdringt. Weil das Stechloch 12a ausgebildet ist, ist ein kurzes rohrförmiges vorstehendes Rohr, das sich radial von dem Stechloch 12a des Außenrohrs 12 erstreckt, ausgebildet. Eines der Stechlöcher 12a ist mit einem Ansaugrohr 13a verbunden, und das andere ist mit einem Auslassrohr 13b verbunden. Das Ansaugrohr 13a und das Auslassrohr 13b enthalten damit verbundene Flanschabschnitte. Beide Rohre 13a, 13b stehen mit dem Kanal zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 11 in Verbindung.
Die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 zwischen einer ersten Stelle entsprechend dem Ansaugrohr 13a und einer zweiten Stelle entsprechend dem Auslassrohr 13b enthält Nuten, die von außen radial nach innen vertieft sind. Die erste Stelle ist in einem ersten vorbestimmten Abstand von einem entsprechenden Ende des Innenrohrs 11 positioniert. Die zweite Stelle ist in einem zweiten vorbestimmten Abstand von dem anderen Ende des Innenrohrs 11 positioniert.
Die Nuten enthalten Umfangsnuten 11b und gewundene Nuten 11c. Die Umfangsnuten 11b enthalten erste und zweite Umfangsnuten 11b1, 11b2, die den Stellen beider Rohre 13a, 13b entsprechen. Sowohl die erste als auch die zweite Umfangsnut 11b1, 11b2 sind in Ringformen ausgebildet. Die erste und die zweite Umfangsnut 11b1, 11b2 verlaufen in einer Umfangsrichtung des Innenrohrs 11. Die erste Umfangsnut 11b1 an einer Seite des Ansaugrohrs 13a und die zweite Umfangsnut 11b2 an einer Seite des Auslassrohrs 13b sind im Allgemeinen symmetrisch ausgebildet. Die gewundenen Nuten 11c verlaufen in Längsrichtung von einer der Umfangsnuten 11b1, 11b2 und sind mit der anderen der Umfangsnuten 11b1, 11b2 verbunden. Die gewundenen Nuten 11c sind als eine mehrgängige Nut (z. B. eine dreigängige Nut) konstruiert. Die Umfangsnuten 11b stehen mit den gewundenen Nuten 11c in Verbindung. Zum Beispiel erstrecken sich drei gewundene Nuten 11c von der ersten Umfangsnut 11b1. Die drei gewundenen Nuten 11c sind mit der zweiten Umfangsnut 11b2 verbunden. Die Umfangsnuten 11b und die gewundenen Nuten 11c werden mittels der Herstellungsvorrichtung 100 fortlaufend ausgebildet. Die Herstellungsvorrichtung 100 wird später beschrieben. Ein Durchmesser eines imaginären Kreises, der durch Scheitelabschnitte zwischen den benachbarten gewundenen Nuten 11c gebildet ist, ist beinahe gleich einem Außendurchmesser des Innenrohrs 11, das noch nicht bearbeitet ist. Es kann einen kleinen Abstand zwischen einer Innenumfangsfläche des Außenrohrs 12 und den Scheitelabschnitten (d. h. Rippenlinienabschnitte) geben. Die Rippenlinienabschnitte können die Innenumfangsfläche des Außenrohrs 12 in einem Fall kontaktieren, wenn das doppelwandige Rohr 10 in eine erforderliche Rohrform geformt wird (z. B. wird das doppelwandige Rohr 10 gebogen).
Beide Rohre 13a, 13b stehen direkt mit entsprechenden Umfangsnuten 11b1, 11b2 in Verbindung. Zwischenrohrkanäle 10a, welche zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 vorgesehene Kanäle sind, sind durch die Umfangsnuten 11b und die gewundenen Nuten 11c gebildet.
Das doppelwandige Rohr 10 enthält mehrere gebogene Abschnitte (nicht dargestellt), die gebogen sind, um Störungen mit einem Fahrzeugmotor, weiteren Vorrichtungen und einer Fahrzeugkarosserie zu vermeiden. Deshalb kann das doppelwandige Rohr 10 einfach in einem Motorraum montiert werden. Das Hochdruck-Kältemittel aus dem Kondensator wird in dem Zwischenrohrkanal 10a zwischen beiden Rohren 13a, 13b zirkuliert. Das Niederdruck-Kältemittel aus dem Verdampfapparat wird in dem Innenrohr 11 zirkuliert. So wird Wärme zwischen dem durch den Zwischenrohrkanal 10a strömenden Hochdruck-Kältemittel und dem im Innenrohr 11 strömenden Niederdruck-Kältemittel ausgetauscht.
Wie oben beschrieben, stehen in dem doppelwandigen Rohr 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beide Endabschnitte des Außenrohrs 12 mit dem Innenrohr 11 in Eingriff. Auch sind beide Umfangsnuten 11b1, 11b2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an den Stellen ausgebildet, die den beiden Rohren 13a, 13b entsprechen. Deshalb wird das Hochdruck-Kältemittel in den Zwischenrohrkanälen 10a (den gewundenen Nuten 11c) durch die Rohre 13a, 13b zirkuliert. Auch stehen die Zwischenrohrkanäle 10a mit den beiden Rohren 13a, 13b durch die Nuten 11b1, 11b2 in Verbindung, selbst wenn nicht teilweise erweiterte Abschnitte, die sich nach außen erweitern, an der ersten und der zweiten Stelle in dem Außenrohr 12 gebildet sind.
Die Herstellungsvorrichtung 100 zum Herstellen des Innenrohrs 11 mit den Nuten wird beschrieben. Die Herstellungsvorrichtung 100 enthält in 3 und 4 dargestellte Konstruktionen. Eine Zuführeinheit 101, die ein Rohrmaterial zuführt, ist vorgesehen, um einer Vorbetrieb der Herstellungsvorrichtung 100 durchzuführen. Eine Doppelwandrohr-Bildungseinheit 102, die das Rillenrohr in das doppelwandige Rohr 10 bearbeitet, ist vorgesehen, um einen Sekundärvorgang der Herstellungsvorrichtung 100 durchzuführen. Die Zuführeinheit 101 enthält eine Abwickelhaspel, welche ein gewickeltes Rohrelement dehnt, ein Formgerät und ein Schneidegerät. Die Doppelwandrohr-Bildungseinheit 102 enthält ein Rohrverbindungsgerät, das ein Außenrohrbearbeitungsgerät enthält, ein Druckgerät und ein Schweißgerät sowie ein weiteres Formgerät, welches das doppelwandige Rohr 10 durch Siegen formt.
Die Herstellungsvorrichtung 100 enthält Rohrhalteelemente 120 und ein Bearbeitungswerkzeug 130. Die Rohrhalteelemente 120 halten beide Enden des Innenrohrs 11 fest. Das Bearbeitungswerkzeug 130 wird durch ein Längsverschiebungselement 150 (Axialverschiebungselement) und ein Drehverschiebungselement 160 bewegt. Das Bearbeitungswerkzeug 130 enthält Nutbildungswerkzeuge 140. Die Rohrhalteelemente 120 halten das Innerohr 11 in einer Längsrichtung (d. h. Axialrichtung) und in einer Umfangsrichtung fest. Das Längsverschiebungselement 150 verschiebt die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Längsrichtung relativ zum Innenrohr 11. Das Drehverschiebungselement 160 verschiebt die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung relativ zum Innenrohr 11. Das Längsverschiebungselement 150 und das Drehverschiebungselement 160 verschieben die Nutbildungswerkzeuge 140 gleichzeitig. Alternativ verschiebt nur eines des Längsverschiebungselements 150 und des Drehverschiebungselements 160 zu einer Zeit die Nutbildungswerkzeuge 140. Die Herstellungsvorrichtung 100 hält zuerst das Innenrohr 11 durch die Rohrhalteelemente 120. Dann formt die Herstellungsvorrichtung 100 die Umfangsnuten 11b und die gewundenen Nuten 11c an der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 mittels der an dem Bearbeitungswerkzeug 130 montierten Nutbildungswerkzeuge 140. Das Bearbeitungswerkzeug 130 wird durch das Längsverschiebungselement 150 und das Drehverschiebungselement 160 bewegt.
Die Rohrhalteelemente 120, das Bearbeitungswerkzeug 130, die Nutbildungswerkzeuge 140, das Längsverschiebungselement 150 und das Drehverschiebungselement 160 sind auf einer Basis 110 angeordnet, die sich in einer seitlichen Richtung in 3 erstreckt.
Die Rohrhalteelemente 120, die als Haltevorrichtungen dienen, enthalten das erste Spannfutter 121 und das zweite Spannfutter 122. Jedes des ersten Spannfutters 121 und des zweiten Spannfutters 122 ist an einem Längsendabschnitt der Basis 110 positioniert. Das erste Spannfutter 121 und das zweite Spannfutter 122 befestigen beide Längsendabschnitte des Innenrohrs 11, um das Innenrohr 11 zu halten.
Das Bearbeitungswerkzeug 130, das als eine Pressvorrichtung dient, ist verschiebbar zwischen dem ersten Spannfutter 121 und dem zweiten Spannfutter 122 angeordnet. Das Bearbeitungswerkzeug 130 ist in der Längsrichtung der Basis 110 verschiebbar. Auch ist das Bearbeitungswerkzeug 130 in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 11, welches ein zu bearbeitendes Rohrmaterial ist, drehbar. Das Bearbeitungswerkzeug 130 ist in der Längsrichtung der Basis 110 mittels des Längsverschiebungselements 150, welches später beschrieben wird, gleitend verschiebbar. Das Bearbeitungswerkzeug 130 ist in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 11 mittels des Drehverschiebungselements 160 drehverschiebbar. Das Bearbeitungswerkzeug 130 enthält mehrere Blöcke 131. Die Blöcke 131 sind so in Fächerformen geformt, dass sie in Umfangsrichtung in einem identischen Winkel angeordnet sind. Das Bearbeitungswerkzeug 130 ist durch Anordnen der Blöcke 131 in der Umfangs richtung gebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das Bearbeitungswerkzeug 130 drei fächerförmige Blöcke 131, deren Anzahl identisch zu einer Anzahl der gewundenen Nuten 11c ist. Jeder der drei fächerförmigen Blöcke 131 ist in einer radialen Richtung des Rohrs gleitend verschiebbar, mit anderen Worten verschiebbar in der radialen Richtung gehalten. Jeder Block 131 kann wie ein Spannfutter aufgebaut sein. Ein Durchgangsloch 132, in welches das Innenrohr 11 eingeschoben wird, ist in einem Mittelabschnitt der Blöcke 131 ausgebildet, wenn jeder der Blöcke 131 an einer vorbestimmten Stelle in der radialen Richtung angeordnet ist. Ein Durchmesser des Durchgangslochs 132 ist entsprechend einem Durchmesser des Innenrohrs 11 durch Einstellen der Positionen der Blöcke 131 einstellbar. Jeder fächerförmige Block 131 enthält ein Aufnahmeloch, welches den Block 131 in der radialen Richtung durchdringt. Eine Schraube 142 ist in das Aufnahmeloch jedes Blocks 131 geschraubt und ist radial verschiebbar. Die Schraube 142 stellt eine Position einer Kugel 141, welche später beschrieben wird, in einer radialen Richtung ein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sowohl die Blöcke 131 als auch die Schrauben 142 so konstruiert, dass sie in der radialen Richtung verschiebbar sind. Die Position der Kugel 141 in der radialen Richtung wird durch Verschieben eines oder beider Elements der Blöcke 131 und der Schrauben 142 eingestellt. Das Bearbeitungswerkzeug 130 kann mit einem oder beiden Elementen der Blöcke 131 und der Schrauben 142 aufgebaut sein. Die Blöcke 131 werden in der radialen Richtung in einem Zustand verschiebbar positioniert, wenn das Innenrohr 11 in dem Durchgangsloch 132 positioniert ist. Die Blöcke 131 werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel manuell verschoben. Das Bearbeitungswerkzeug 130, das die mehreren Blöcke 131 enthält, kann mit einer Bedienvorrichtung für eine manuelle Bedienung versehen sein. Die Blöcke 131 können durch eine Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Elektromotor oder ein Hydrauliksystem, radial verschoben werden. Auch die Schrauben 142 können durch die Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise den Elektromotor oder das Hydrauliksystem verschoben werden.
Jeder Block 131 enthält die Kugel 141, die als das Nutbildungswerkzeug 140 dient. Die Kugeln 141, sind Wälzelemente. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Kugeln 141 montiert. Jede Schraube 142 ist in ihrem Block 131 so angeordnet, dass sie einem Zentrum der Blöcke 131 zugewandt ist, und ist an ihrem Block 131 fest verschraubt. Jede Kugel 141 ist an einem Endabschnitt der Schraube 142 angeordnet. Die Kugel 141 wird mittels des Blocks 131 und der Schraube 142 so positioniert, dass ein Teil der Kugel 141 um ein vorbestimmtes Maß in das Durchgangsloch 132 ragt. Die Kugel 141 ist in dem Block 131 so gehalten, dass die Kugel 141 in allen Richtungen drehbar ist. Ein Vorstandmaß der Kugel 141 aus dem Durchgangsloch 132 entspricht einem Einschneidmaß in das Innenrohr 11. Das Vorstandmaß ist mittels einer Befestigungsposition der Schraube 142 am Block 131 einstellbar.
Das Längsverschiebungselement 150 enthält einen als Energiequelle benutzten ersten Motor 151, eine als ein Längsverschiebungsmechanismus benutzte Zahnstange 152 und ein Ritzel 153. Die Zahnstange 152 ist so angeordnet, dass sie sich in Längsrichtung entlang der Basis 110 in einer solchen Weise erstreckt, dass Zähne der Zahnstange 152 nach oben zeigen. Das Ritzel 153 steht mit den Zähnen der Zahnstange 152 in Eingriff. Auch ist das Ritzel 153 durch das Bearbeitungswerkzeug 130 gehalten. Das Ritzel 153 ist mit dem ersten Motor 151 verbunden, um durch eine Drehung des ersten Motors 151 gedreht zu werden. Dann dreht sich das Ritzel 153 entlang der Zahnstange 152, sodass sich das Bearbeitungswerkzeug 130 entlang des Innenrohrs 11 in dessen Längsrichtung bewegt.
Das Drehverschiebungselement 160, das als ein Drehverschiebungsmechanismus dient, enthält ein Zahnrad 162 und einen zweiten Motor 161. Der zweite Motor dreht das Zahnrad 162. Das Zahnrad 162 steht mit dem Bearbeitungselement 130 in Eingriff. Das Zahnrad 162 wird durch eine Drehung des zweiten Motors 161 gedreht, sodass das Bearbeitungswerkzeug 130 in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 11 gedreht wird. Das Bearbeitungswerkzeug 130 enthält mehrere Blöcke 131 (z. B. drei Blöcke 131). Die Blöcke 131 und die durch die Blöcke 131 gehaltenen Kugeln 141 werden um ein axiales Zentrum, das als ein Drehzentrum dient, des Innenrohrs 11 gedreht.
Ein Herstellungsverfahren eines Rillenrohrs mittels der Herstellungsvorrichtung 100 wird beschrieben. Ein Verfahren zum Bilden der Umfangsnuten 11b und der gewundenen Nuten 11c an dem Innenrohr 11 wird unter Bezugnahme auf die in 5 und 6 dargestellten Blockdiagramme beschrieben.
In einem Zuführschritt 501 wird ein Rohrmaterial, das ein zu bearbeitender Gegenstand ist, zugeführt. Dann wird in einem Bildungsschritt der ersten Umfangsnut 502 die erste Umfangsnut 11b1 gebildet. Nach dem Bildungsschritt der ersten Umfangsnut 502 wird danach ein Bildungsschritt gewundener Nuten 503 durchgeführt, um die gewundenen Nuten 11c zu bilden. Als Ergebnis erstrecken sich die gewundenen Nuten 11c, welche als Längsnuten dienen, direkt verbunden von der Umfangsnut 11b1 in der Längsrichtung des Rohrmaterials. Dann wird nach dem Bildungsschritt gewundener Nuten 503 danach ein Bildungsschritt einer zweiten Umfangsnut 504 durchgeführt, um die zweite Umfangsnut 11b2 zu bilden. Als Ergebnis wird die zweite Umfangsnut 11b2 gebildet, welche eine Umfangsnut ist, die sich direkt verbunden von den gewundenen Nuten 11c erstreckt. Dann wird ein Rillenrohr (d. h. Innenrohr 11) mit den Nuten 11b1, 11c, 11b2 in einem Abnahmeschritt 505 aus der Herstellungsvorrichtung genommen.
6 zeigt das Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Einzelheiten. Vor dem Durchführen eines Schritts in 6 wird jeder Block 131 des Bearbeitungselements 130 radial nach außen verschoben, um die Blöcke 131 zu öffnen. Als Ergebnis wird das Durchgangsloch 132 vergrößert. Das von der Zuführeinheit 101 zugeführte Innenrohr wird in das vergrößerte Durchgangsloch 132 eingesetzt. Das Innenrohr 11 wird in einer solchen Weise positioniert, dass die beiden Endabschnitte des Innenrohrs 11 die entsprechenden Spannfutter 121, 122 erreichen. Dieser Schritt ist ein Rohreinsetzschritt 601. Dann werden in einem Rohreinspannschritt 602 die beiden Endabschnitte des Innenrohrs 11 durch die beiden jeweiligen Spannfutter 121, 122 gehalten. Dies ist ein Ende einer Vorbereitungsstufe.
Dann wird in einem Verschiebungsschritt 603 der erste Motor 151 betrieben, sodass das Bearbeitungswerkzeug 130 mittels des Längsverschiebungselements 150 zur ersten Stelle des Innenrohrs 11 bewegt wird. An der ersten Stelle wird die erste Umfangsnut 11b1 gebildet, welche an einer Längsseite des Innenrohrs 11 positioniert ist. Als Ergebnis der Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs 130 werden die Nutbildungswerkzeuge 140 an der vorbestimmten ersten Stelle positioniert.
Dann wird in dem Druckschritt 604 jeder der Blöcke 131 des Bearbeitungswerkzeugs 130 radial nach innen verschoben. In diesem Schritt werden die an den Endabschnitten der Nutbildungswerkzeuge 140 montierten Kugeln 141 radial nach innen in eine Wand des Innenrohrs 11 geschnitten. Jeder Block 131 wird radial nach innen verschoben, sodass die Kugel 141 um ein vorbestimmtes Maß in das Innenrohr 11 schneidet. Dieser Schritt wird auch als Kugelfestklemmschritt des Bearbeitungswerkzeugs bezeichnet.
Dann werden in einem Dreh- und Längsverschiebungsschritt 605 die Nutbildungswerkzeuge 140 mittels des Drehverschiebungselements 160 und des Längsverschiebungselements 150 in Längsrichtung und in Umfangsrichtung entlang des Innenrohrs 11 verschoben, um die Nuten 11b, 11c zu bilden. Zuerst wird ein Drehverschiebungsschritt durchgeführt. In diesem Schritt wird ausschließlich das Drehverschiebungselement 160 betätigt, um die Nutbildungswerkzeuge 140 an der ersten Stelle zu drehen. Hierbei werden die Nutbildungswerkzeuge 140 nicht in der Längsrichtung verschoben. Ein Drehwinkel der Nutbildungswerkzeuge 140 kann gleich oder größer als 120° eingestellt werden. Mit anderen Worten kann, wenn die mehreren Kugeln 141 eine Umfangsnut, die das Innenrohr 11 in Umfangsrichtung umkreist, durch Drehen der Nutbildungswerkzeuge 140 um einen minimalen Winkel bilden, der Drehwinkel der Nutbildungswerkzeuge 140 gleich oder größer als der minimale Winkel eingestellt werden. Im vorlegenden Ausführungsbeispiel sind zum Beispiel drei Kugeln 141 um eine Achse des Innenrohrs 11 angeordnet, welches das zu bearbeitende Rohrmaterial ist. So wird die erste Umfangsnut 11b1 kreisförmig ausgebildet. Dann werden der Drehverschiebungsschritt und der Längsverschiebungsschritt gleichzeitig durchgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird sowohl das Drehverschiebungselement 160 als auch das Längsverschiebungselement 150 angetrieben. Als Ergebnis werden die Nutbildungswerkzeuge 140 gedreht und auch entlang des Innenrohrs 11 in der Längsrichtung des Innenrohrs 11 verschoben. Deshalb werden die Nutbildungswerkzeuge 140 verschoben, um Spiralspuren auf der Oberfläche des Innenrohrs 11 zu ziehen. So werden die gewundenen Nuten 11c gebildet, welche sich verbunden von der ersten Umfangsnut 11b erstrecken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden mittels dreier Nutbildungswerkzeuge 140 drei gewundene Nuten 11c gebildet. Dieser Bildungsschritt gewundener Nuten wird für das Innenrohr 11 von der ersten Stelle zur zweiten Stelle des Rohrs 11 durchgeführt. Wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 die zweite Stelle erreichen, wird wieder ausschließlich der Drehverschiebungsschritt durchgeführt. Wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 die andere Längsstirnseite des Innenrohrs 11 erreichen, um die zweite Umfangsnut 11b2 zu bilden, wird das Längsverschiebungselement 150 angehalten, während das Drehverschiebungselement 160 betrieben wird. Dann wird die zweite Umfangsnut 11b2 gebildet. Wenn das Bilden der zweiten ringförmigen Umfangsnut 11b2 beendet ist, wird das Drehverschiebungselement 160 angehalten Während die Nuten 11b1, 11c, 11b2 gebildet werden, rollen die Kugeln 141 der Nutbildungswerkzeuge 140 auf dem Innenrohr 11, um sich zu bewegen.
In einem Löseschritt 606, der als ein Abnahmeschritt dient, wird jeder Block 131 des Bearbeitungswerkzeugs 130 radial nach außen verschoben, um die Nutbildungswerkzeuge 140 von dem Innenrohr 11 zu lösen. Dann wird in einem Entfernungsschritt 607 die Halterung des Innenrohrs 11 durch jedes Spannfutter 121, 122 freigegeben, sodass das Innenrohr 11, welches in das Rillenrohr gebildet ist, aus der Herstellungsvorrichtung 100 entfernt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Nutbildungswerkzeuge 140 an einer Nutbildungsstartposition auf das Innenrohr 11 gedrückt. Dann werden die Nutbildungswerkzeuge 140 an einer Nutbildungsendposition von dem Innenrohr 11 abgenommen. Als Ergebnis sind ein Startpunkt und ein Endpunkt der Nut klar eingestellt. Außerdem rollen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kugeln 141, welche als Wälzelemente dienen, auf der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11, um die Wandfläche 11a zu schneiden, sodass die Nuten 11b, 11c gebildet werden. So werden die Formen (z. B. eine Tiefe und eine Dicke) der Nuten stabilisiert. Beim Prozess der Nutbildung werden die Nutbildungswerkzeuge 140 verschoben, während sie mittels des Längsverschiebungselements 150 und des Drehverschiebungselements 160 gegen das Innenrohr 11 gedrückt werden. So wird eine erforderliche Nut unabhängig von einer Länge des Innenrohrs 11 exakt gebildet. Ferner sind die beiden Endabschnitte des Innenrohrs 11 fixiert, während die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 vertieft wird, um die Nuten 11b, 11c zu bilden. So ist eine Veränderung der Länge des Innenrohrs 11 beschränkt. Außerdem bleibt ein Außen durchmesser eines gewöhnlichen Abschnitts des Innenrohrs 11 ohne Schnitt im Allgemeinen identisch zu einer Ausgangsgröße und bleibt konstant.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Nutbildungswerkzeuge 140 ausschließlich in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 11 verschoben, um die Umfangsnuten 11b zu bilden. Ebenso werden danach die Nutbildungswerkzeuge 140 zusätzlich in der Längsrichtung des Innenrohrs 11 verschoben, während die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung verschoben werden. So werden die gewundenen Nuten 11c, welche sich von der ersten Umfangsnut 11b1 erstrecken, einfach gebildet. Nachdem die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung sowie der Längsrichtung des Innenrohrs 11 verschoben werden, wird die Verschiebung der Nutbildungswerkzeuge 140 in der Längsrichtung gestoppt, während die Drehung in der Umfangsrichtung fortgesetzt wird. So wird die zweite Umfangsnut 11b2, welche mit den gewundenen Nuten 11c verbunden ist, vereinfacht gebildet. Ferner ist wenigstens einer des Startpunkts und des Endpunkts des Prozesses der Nutenbildung an den Umfangsnuten 11b positioniert. So steht der Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 des doppelwandigen Rohrs 10 sicher mit den Nuten 11c, 11b in Verbindung, wenn das doppelwandige Rohr 10 gebildet wird.
Weil das Bearbeitungswerkzeug 130 die mehreren Nutbildungswerkzeuge 140 enthält, um gleichzeitig die mehreren Nuten 11c zu bilden, können die mehreren Nuten 11c einfach so gebildet werden, dass sie ein vorbestimmtes Muster haben.
Die Kugeln 141 der Nutbildungswerkzeuge 140 werden so gehalten, dass die Kugeln 141 in dem Bearbeitungswerkzeug 130 rollen. So werden die Nuten 11b, 11c gebildet, während die Kugeln 141 auf der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 rollen. Deshalb wird die Reibung reduziert, während die Nuten 11b, 11c gebildet werden. Auch wird eine Belastung auf die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 begrenzt. So ist der Prozess der Nutenbildung einfacher gemacht und Grate oder Riefen werden begrenzt. Auch ist eine schnelle Bearbeitung möglich gemacht, weil die Kugeln 141 rollen, um die Nuten 11b, 11c zu bilden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Ähnliche Komponenten einer Herstellungsvorrichtung, die ein Rillenrohr des vorliegenden Ausführungsbeispiels formen, welche ähnlich den Komponenten der Herstellungsvorrichtung des Rillenrohrs des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
7 ist ein Blockdiagramm eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen des Rillenrohrs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die in 3, 4 dargestellte Herstellungsvorrichtung 1 verwendet werden, und eine Verschiebung der Blöcke 131 in der radialen Richtung wird durch eine Antriebsvorrichtung wie beispielsweise einen Motor angetrieben.
In einem Zuführschritt 710 wird ein zum Bilden des Innenrohrs 11 zu bearbeitendes Rohrmaterial zugeführt. In einem Schneide- und Formschritt 711 wird eine vorbestimmte Länge des Rohrmaterials von einer Rohrspule geschnitten. Das geschnittene Rohrmaterial wird in eine zuzuführende Rohrform geformt. In einem Zuführ- und Einsetzschritt 712 wird das Rohrmaterial in die Herstellungsvorrichtung 100 eingesetzt und an einer vorbestimmten Stelle positioniert. In einem Einspannschritt 713 werden die beiden Endabschnitte des Rohrmaterials fest durch die Spannfutter 121, 122 gehalten.
Dann wird ein Nutbearbeitungsschritt 720 durchgeführt. In dem Nutbearbeitungsschritt 720 wird zuerst die erste Umfangsnut 11b1 in einem Schritt der ersten Umfangsnut 723 gebildet. Zweitens wird die zweite Umfangsnut 11b2 in einem Schritt der zweiten Umfangsnut 727 gebildet. Dann werden die gewundenen Nuten 11c zwischen den Umfangsnuten 11b1, 11b2 in einem Schritt gewundener Nuten 729 gebildet. Somit werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die gewundenen Nuten 11c so gebildet, dass sie sich von der zweiten Umfangsnut 11b2 so erstrecken, dass die zweite Umfangsnut 11b2 mit den gewundenen Nuten 11c verbunden ist. Auch werden die gewundenen Nuten 11c so gebildet, dass sie mit der ersten Umfangsnut 11b1 verbunden sind, die vorher gebildet wird. Daher ist die erste Umfangsnut 11b1 mit den gewundenen Nuten 11c verbunden.
In einem Verschiebeschritt 721 wird das Bearbeitungswerkzeug 130 zur ersten Stelle verschoben. An der ersten Stelle werden die Nutbildungswerkzeuge 140 an die Stelle verschoben, wo die Nutbildungswerkzeuge 140 die erste Umfangsnut 11b1 bilden. Dann wird in einem Drehstartschritt 722 die Drehverschiebung des Bearbeitungswerkzeugs 130 gestartet. Die Drehverschiebung wird bis zum Ende der Prozessreihe der Nutenbildung fortgesetzt. Dann werden in einem Kugelfestklemmschritt 724 die Kugeln 141 gegen die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 gedrückt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schneiden die rollenden Kugeln 141 langsam in die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11. Als Ergebnis wird die erste Umfangsnut 11b1 gebildet. Dann werden die Kugeln 141 in einem Kugelrückziehschritt 725 radial nach außen bewegt. In einem Verschiebeschritt 726 wird das Bearbeitungswerkzeug 130 zur zweiten Stelle verschoben. An der zweiten Stelle werden die Bearbeitungswerkzeuge 140 an der Stelle verschoben, wo die Nutbildungswerkzeuge 140 die zweite Umfangsnut 11b2 bilden. In dem Verschiebeschritt 726 werden die Bearbeitungswerkzeuge 140 von der ersten Stelle zur zweiten Stelle verschoben. Jedoch werden bei diesem Verschieben keine Nuten gebildet, weil die Kugeln 141 radial nach außen zurückgezogen sind.
In einem Kugelfestklemmschritt 728 werden die Kugeln 141 gegen die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 gedrückt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schneiden die rollenden Kugeln 141 langsam in die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11. Als Ergebnis wird die zweite Umfangsnut 11b2 gebildet. Dann wird in einem Längsverschiebungsstartschritt 730 ein Längsverschiebungsschritt gestartet. Der Längsverschiebungsschritt wird fortgesetzt, bis die Nutbildungswerkzeuge 140 die erste Stelle von der zweiten Stelle aus erreichen. Als Ergebnis werden der Drehverschiebungsschritt und der Längsverschiebungsschritt gleichzeitig durchgeführt, um die gewundenen Nuten 11c auf der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 zu bilden. Die gewundenen Nuten 11c werden so gebildet, dass sie die erste Umfangsnut 11b1 erreichen, welche vorher gebildet wird. Dies bedeutet, dass die gewundenen Nuten 11c mit der ersten Umfangsnut 11b1 verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Längsverschiebungsanhalteschritt 731 durchgeführt, um den Längsverschiebungsschritt zu stoppen. Als Ergebnis sind die Kugeln 141 wieder in der ersten Umfangsnut 11b1 positioniert. Dann werden die Kugeln 141 in einem Kugelrückziehschritt 732 radial nach außen bewegt. Dann wird in einem Dreh verschiebungsanhalteschritt 733 der Drehverschiebungsschritt gestoppt. Dann wird in einem Verschiebeschritt 734 das Bearbeitungswerkzeug 130 wieder an einer Ausgangsposition positioniert, um die Prozessreihe der Nutenbildung zu beenden.
In einem Abnahmeschritt 740 werden die Spannfutter 121, 122 freigegeben, um das Innenrohr 11 abzunehmen, welches als das Rillenrohr dient. Dann wird das Innenrohr 11 zum nächsten Vorgang zugeführt. Dann wird das Innenrohr 11 in einem Doppelwandrohrzusammenbauschritt 750 in das Außenrohr 12, welches aus einem Rohrmaterial gebildet ist, eingesetzt und daran befestigt. Ebenso wird in einem Formschritt 760 das doppelwandige Rohr 10 in eine vorbestimmte Form geformt. Zum Beispiel wird ein Biegeprozess in dem Formschritt 760 betätigt.
In diesem Herstellungsverfahren werden, nachdem die erste Umfangsnut 11b1 gebildet ist, die gewundenen Nuten 11c so gebildet, dass sie sich von der zweiten Position zur ersten Position erstrecken. Dann sind die gewundenen Nuten 11c mit der ersten Umfangsnut 11b1 verbunden. Als Ergebnis stehen die beiden Nuten 11b1, 11c1 miteinander in Verbindung. Deshalb ist eine ungewünschte Verformung der Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 beschränkt.
(Weitere Ausführungsbeispiele)
Alternative Konstruktionen eines oben beschriebenen Ausführungsbeispiels oder zusätzliche Konstruktionen zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden beschrieben.
Die an dem Innenrohr 11 vorgesehenen Nuten enthalten ferner weitere Arten von Nuten. Zum Beispiel können Nuten mit verschiedenen Verdrehungswinkeln vorgesehen werden. Auch können Nuten mit verschiedenen Abständen vorgesehen werden. insbesondere kann eine gerade Nut gebildet werden, die sich in der Längsrichtung erstreckt. Auch können Nuten gebildet werden, deren Verdrehungswinkel entgegengesetzt sind, um sich zu kreuzen.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Außenrohr 12 ein gleichförmiges Rohr ohne eine Nut, und ein Durchmesser des Außenrohrs 12 ist konstant. Jedoch kann das Außenrohr 12 genutet sein.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Nuten fortlaufend zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle positioniert. Jedoch kann auch nur ein Teil des gesamten Innenrohrs 11 genutet sein. Mehrere Nuten, die nicht direkt miteinander in Verbindung stehen, können parallel gebildet werden. Auch können die Umfangsnuten 11b zusätzlich zu Verbindungsabschnitten mit den Kanälen an den zwei Endabschnitten auch an einem Mittelabschnitt des Innenrohrs 11 in Längsrichtung gebildet werden. An einem Ende des Rillenrohrs kann die Nut so gebildet werden, dass sie sich zu einer Kante des Endabschnitts des Rohrs erstreckt. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Tiefe der Nut konstant. Jedoch kann die Tiefe der Nut entsprechend einer Längsposition der Nut verändert werden. Zum Beispiel kann die radiale Position der Blöcke 131, mit anderen Worten das Einschneidmaß der Kugeln 141 in die Wandfläche 11a des Innenrohrs 11 während des Prozesses der Nutenbildung verändert werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel steht das Innenrohr 11 mit dem Außenrohr 12 mittels Konstruktionen wie beispielsweise direktes Verlöten oder Verschweißen in Eingriff. Jedoch kann zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 auch ein O-Ring aus Gummi angeordnet werden, um einen Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 abzudichten. Der Kanal zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 kann auch durch einen Endkappenabschnitt geschlossen werden, der ein Verbindungselement, das mit einem Endabschnitt des Innenrohrs 11 verbunden ist, und ein weiteres Verbindungselement, das mit einem Endabschnitt des Außenrohrs 12 verbunden ist, enthält.
Im ersten Ausführungsbeispiel werden, nachdem die Nutbildungswerkzeuge 140 ausschließlich in der Umfangsrichtung des Innenrohrs 11 verschoben werden, die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung und in der Längsrichtung verschoben. Deshalb werden die Nutbildungswerkzeuge 140 ausschließlich in der Umfangsrichtung verschoben. Als Ergebnis werden die Umfangsnuten 11b an einem Startabschnitt und einem Endabschnitt gebildet, und die gewundenen Nuten 11c werden zwischen dem Startabschnitt und dem Endabschnitt gebildet. Jedoch können verschiedene Formen von Nuten durch Kombinieren der Verschiebung der Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung und in der Längsrichtung gebildet werden.
Zum Beispiel kann eine bogenförmige Nut so gebildet werden, dass sie sich in der Umfangsrichtung erstreckt, indem die Nutbildungswerkzeuge 140 um einen vorbestimmten Winkel, der gleich oder kleiner als 360° ist, in der Umfangsrichtung gedreht werden. Wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 ausschließlich in der Längsrichtung verschoben werden und nicht in der Umfangsrichtung verschoben werden, wird eine geradlinige Nut gebildet, die sich in der Längsrichtung erstreckt. Auch kann, wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Umfangsrichtung verschoben werden, sowie wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 im Wesentlichen langsam in der Längsrichtung verschoben werden, eine Nut gebildet werden, die einer weiten Umfangsnut entspricht. Wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 abwechselnd in einer Umfangsrichtung und in der anderen Umfangsrichtung gedreht werden, sowie wenn die Nutbildungswerkzeuge 140 in der Längsrichtung verschoben werden, kann eine sich schlängelnde Nut gebildet werden.
Auch kann ein Bauelement des Endabschnitts jedes Nutbildungswerkzeugs 140, das als eine Alternative der Kugel 141 dient, eine flache Walze sein. Eine Breite der flachen Walze entspricht einer Breite der Nut. Auch kann eine Oberfläche, die das Innenrohr 11 kontaktiert, der flachen Walze bogenförmig eingestellt sein. Die Walze, die als das Wälzelement dient, kann so konstruiert sein, dass sie Rollrichtungen entsprechend Änderungen einer relativen Verschiebungsrichtung während des Zufuhrschritts verändern kann. Zum Beispiel kann die Walze durch einen Steuermechanismus so gehalten sein, dass die Walze Rollrichtungen verändern kann. Auch kann das Bauelement ein Vorsprungelement mit gekrümmter Oberfläche sein, das integral von der Schraube 142 vorsteht.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält das Bearbeitungswerkzeug 130 mehrere Blöcke 131, die radial verschiebbar sind. Jedoch können die Blöcke 131 auch in einen Block integriert sein. Dann können die Nutbildungswerkzeuge 140 oder die Schrauben 142 gleitend radial verschiebbar sein, um die Kugeln 141 in das Innenrohr 11 schneiden zu lassen oder die Kugeln 141 von dem Innenrohr 11 zu lösen.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Nutbildungswerkzeuge 140 zusammen mit dem Bearbeitungswerkzeug 130 relativ zum Innenrohr 11 verschoben, um die Nut zu bilden. Jedoch kann das Innenrohr 11 auch relativ zu den Nutbildungswerkzeugen 140, welche fixiert sind, verschoben werden. Alternativ können sowohl das Innenrohr 11 als auch die Nutbildungswerkzeuge 140 relativ verschoben werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist typischerweise eine Verwendung des Innenrohrs 11 für das doppelwandige Rohr 12 beschrieben. Jedoch kann das Innenrohr 11 auch in verschiedenen Anwendungen benutzt werden, die Rillenrohre verwenden.
Weitere Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann offensichtlich. Die Erfindung ist deshalb in ihrer Allgemeinheit nicht auf die speziellen Einzelheiten, repräsentativen Vorrichtungen und schematischen Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rillenrohrs, umfassend Drücken eines Nutbildungswerkzeugs (140), das eine Kugel (141) enthält, gegen eine Außenfläche einer Wand (11a) eines Rohres (11) in einer Richtung des Rohres (11) radial nach innen an einer ersten Stelle, welche um einen vorbestimmten Abstand zu einem ersten Endabschnitt des Rohres (11) getrennt ist, wobei die Kugel (141) gegen die Außenfläche der Wand (11a) des Rohres (11) derart gedrückt wird, dass die Wand (16) radial nach innen verformt wird, Längsverschieben wenigstens eines Elements des Nutbildungswerkzeugs (140) und des Rohres (11) relativ in einer Längsrichtung des Rohres (11), wobei das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenfläche der Wand (11a) des Rohres (11) drückt, um einen Nutabschnitt (11c) zu bilden, der von der Außenfläche der Wand (11a) des Rohres (11) vertieft ist, ein Umfangsverschieben wenigstens eines Elements des Nutbildungswerkzeugs (140) und des Rohres (11) relativ in einer Umfangsrichtung des Rohres (11), wobei das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenfläche der Wand (11a) des Rohres (11) drückt, um den Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, wobei die Längsverschiebung und die Umfangsverschiebung gleichzeitig durchgeführt werden, um eine gewundene Nut (11c) in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Längsverschieben von der ersten Stelle zu einer zweiten Stelle durchgeführt wird, die um einen zweiten vorbestimmten Abstand von einem zweiten Endabschnitt des Rohrs (11) getrennt ist, wobei das Verfahren aufweist: Abnehmen des Nutbildungswerkzeugs (140) von der Außenfläche der Wand (11a) des Rohrs (11) in einer Richtung des Rohrs (11) radial nach außen, wobei das Abnehmen durchgeführt wird, nachdem die Längsverschiebung durchgeführt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Umfangsverschieben durchgeführt wird, um eine erste Nut (11b, 11b1, 11b2) zu bilden, die sich in der Umfangsrichtung in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) erstreckt; und das Längsverschieben durchgeführt wird, um eine zweite Nut (11c) zu bilden, die sich in der Längsrichtung von der ersten Nut in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei welchem das Umfangsverschieben ausschließlich um einen vorbestimmten Drehwinkel durchgeführt wird, um eine erste Nut (11b, 11b1, 11b2) in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) in eine Bogenform zu bilden, wobei die erste Nut (11b, 11b1, 11b2) in der Umfangsrichtung verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Umfangsverschieben ausschließlich um wenigstens eine Umdrehung durchgeführt wird, um eine erste Nut (11b, 11b1, 11b2) in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) in eine Ringform zu bilden, wobei die erste Nut (11b, 11b1, 11b2) in der Umfangsrichtung verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Nutbildungswerkzeug (140) in Umfangsrichtung verschoben wird, wobei die Längsverschiebung in wenigstens einer der folgenden Situationen durchgeführt wird: bevor die Umfangsverschiebung ausschließlich durchgeführt wird, um eine erste Nut (11b, 11b1, 11b2), die in der Umfangsrichtung verläuft, in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden; und nachdem die Umfangsverschiebung ausschließlich durchgeführt wird, um eine erste Nut (11b, 11b1, 11b2), die in der Umfangsrichtung verläuft, in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, wobei wenigstens eine zweite Nut (11c), die in der Längrichtung verläuft, so gebildet wird, dass sie sich von der ersten Nut (11b, 11b1, 11b2) in dem Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das Umfangsverschieben in wenigstens einer der folgenden Situationen ausschließlich durchgeführt wird: bevor das Längsverschieben und das Umfangsverschieben gleichzeitig durchgeführt. werden; und nachdem das Längsverschieben und das Umfangsverschieben gleichzeitig durchgeführt sind, wobei wenigstens eine Nut (11b, 11b1, 11b2) gebildet wird, die in der Umfangsrichtung verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das Drücken mittels mehrerer Nutbildungswerkzeuge (140) durchgeführt wird; und die mehreren Nutbildungswerkzeuge (140) in der Umfangsrichtung des Rohrs (11) in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, um auf das Rohr (11) zu drücken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem das Nutbildungswerkzeug (140) ein Wälzelement (141) enthält, welches auf der Wand (11a) des Rohrs (11) rollt, um den Nutabschnitt (11c) an der Wand (11a) des Rohrs (11) zu bilden, während wenigstens ein Element des Nutbildungswerkzeugs (140) und des Rohrs (11) relativ verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zwischen der ersten Stelle und einer von der ersten Stelle in der Längsrichtung beabstandeten zweiten Stelle gebildet wird; nur das Umfangsverschieben durchgeführt wird, um eine erste Umfangsnut (11b, 11b1, 11b2) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, die sich in Umfangsrichtung wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der ersten Stelle erstreckt; die Längsverschiebung und die Umfangsverschiebung beide gleichzeitig durchgeführt werden, um eine gewundene Nut (11c) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle zu bilden, nachdem die erste Umfangsnut gebildet ist; und nur das Umfangsverschieben durchgeführt wird, um eine zweite Umfangsnut (11b, 11b1, 11b2) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, die sich wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der zweiten Stelle in Umfangsrichtung erstreckt, nachdem die gewundene Nut (11c) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Nutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zwischen der ersten Stelle und einer von der ersten Stelle in der Längsrichtung beabstandeten zweiten Stelle gebildet wird; nur das Umfangsverschieben durchgeführt wird, um eine erste Umfangsnut (11b, 11b1, 11b2) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, die sich wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der ersten Stelle in Umfangsrichtung erstreckt; nur das Umfangsverschieben durchgeführt wird, um eine zweite Umfangsnut (11b, 11b1, 11b2) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden, die sich wenigstens um einen vorbestimmten Winkel an der zweiten Stelle in Umfangsrichtung erstreckt; und das Längsverschieben und das Umfangsverschieben beide gleichzeitig durchgeführt werden, um eine gewundene Nut (11c) des Nutabschnitts (11b, 11b1, 11b2, 11c) zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle zu bilden, nachdem die erste und die zweite Umfangsnut (11b, 11b1, 11b2) gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem das Rillenrohr ein Innenrohr (11) für ein doppelwandiges Rohr (10) ist, bei dem ein Kanal durch Verbinden des Innenrohrs (11) und eines Außenrohrs (12) außerhalb des Innenrohrs (11) gebildet ist.
Herstellungsvorrichtung, mit einem Halteelement (120, 121, 122) zum Halten eines Rohres (11), einem Nutbildungswerkzeug (140), das eine Kugel (141) enthält, das so angeordnet ist, um eine Außenwand (11a) des Rohres (11) radial nach innen zu drücken und einen Hutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) an der Außenwand (11a) zu bilden, einem Druckwerkzeug (130), das angeordnet ist, um das Nutbildungswerkzeug (140) radial nach innen gegen die Außenwand (11a) zu drücken und einem Längsverschiebungselement (150), durch welches wenigstens ein Element des Rohres (11) und des Nutbildungswerkzeugs (140) in einer Längsrichtung des Rohres (11) relativ verschiebbar ist, wobei das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenwand (11a) des Rohres (11) drückt, mit einem Drehverschiebungselement (150), durch welches wenigstens ein Element des Rohres (11) und des Nutbildungswerkzeugs (140) in eine Umfangsrichtung des Rohres (11) relativ verschiebbar ist, während das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenwand (11a) des Rohres (11) drückt, wobei das Nutbildungswerkzeug (140) mehrere Nutbildungswerkzeugteile (140) enthält, die in Abständen in einer Umfangsrichtung des Rohres (11) angeordnet sind, um gegen die Außenwand (11a) des Rohres (11) zu drücken, und wobei die Kugel (141) auf der Außenwand (11a) des Rohres (11) rollt, während sie gegen die Außenwand (11a) drückt, um den Hutabschnitt (11b, 11b1, 11b2, 11c) zu bilden.
Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 13, ferner mit einem Drehverschiebungselement (160), durch welches wenigstens ein Element des Rohrs (11) und des Nutbildungswerkzeugs (140) in eine Umfangsrichtung des Rohrs (11) relativ verschiebbar ist, während das Nutbildungswerkzeug (140) gegen die Außenwand (11a) des Rohrs (11) drückt.
Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei welcher das Nutbildungswerkzeug (140) mehrere Nutbildungswerkzeugteile (140) enthält, die in Abständen in einer Umfangsrichtung des Rohrs (11) angeordnet sind, um gegen die Außenwand (11a) des Rohrs (11) zu drücken.