DE103C - Maschine zur Erzeugung von Metallblechröhren mit spiralförmiger Naht - Google Patents

Description

1877.

Klasse 49.

HARVEY KLAPP FLAGLER in BOSTON (America). Maschine zur Erzeugung von Blechröhren mit spiralförmiger Naht.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. Juli 1877 ab.

Die Maschine, welche den Gegenstand dieser Erfindung bildet, ist bestimmt zur Erzeugung von Blechröhren aus einetn in Spiralform um einen Cylinder aufgewickelten Blechstreifen. Diese Röhren besitzen daher eine spiralförmige Naht. Diese Constructionsart giebt solchen Röhren nicht allein eine gröfsere Stärke und Steifigkeit und erlaubt daher die Anwendung von dünneren Blechen ,· als wie sie bei Röhren mit Längennaht verwendet werden dürften, sondern sie erleichtert auch die Fabrikation und macht sie billiger.

Mit der hier nachstehend beschriebenen und in der beiliegenden Zeichnung in 11 Figuren dargestellten Maschine kann man einen Metallblechstreifen von jeder gewünschten Breite zu einem Rohre von jedem beliebigen Durchmesser aufwickeln. Man kann damit auch Röhren von jeder beliebigen Länge erzeugen, da diese letztere nur von der Länge der aufzuwickelnden Streifen abhängt und da man diese Streifen wiederum durch Zusammennieten, Schweifsen, Löthen oder irgendwie nach Belieben verlängern kann.

Die Maschine besteht aus drei Haüpttheilen:

1. Dem Leit- oder Walzengestelle;

2. der rotirenden Formwalze mit ihren zugehörigen Nebentheilen und

3. der Plätt walze und ihren Nebentheilen. A Ä ist ein Leit- oder Walzengestell, welches

mit einer Reihe von Walzen zum Ab- oder Einbiegen des Metallstreifens versehen ist, in der Form, wie in Fig. 4 in Ansicht und Schnitt dargestellt.

BB¹, CC¹ und DD¹ sind drei Paar profilirter Walzen, welche dem Streifen die nothige Einbiegung successive geben.

EE¹ sind Rollen oder Walzen, welche die andere Kante des Metallstreifens rechtwinklig umbiegen. Diese Walzen sitzen auf denselben Axen, wie die übrigen drei Einbiegungswalzen.

Zum besseren Durchziehen des Metallstreifens durch die Walze kann das erste Paar derselben durch ein\ Schneckenrad oder durch konische Räder mit der Betriebswelle der Maschine verbunden sein. Die Zahl der Walzen hängt ganz von der Form der Abbiegung ab, welche dem Streifen mitgetheilt werden· soll und von dem Charakter des zu bearbeitenden Metalles.

Um jede Ungleichförmigkeit in der Dicke des Metalles, und namentlich die Naht an dem Stofse zweier ari einander gereihter Metallstreifen beim Durchpassiren durch die Walzenstrafse unschädlich zu machen, sind die oberen Lager jedes Walzenpaares durch eingelegte Federn etwas beweglich (Fig. 2, ad). Eine gleiche Nachgiebigkeit sollte der weiter unten beschriebenen Plättwalze in ähnlicher Weise ertheilt werden.

Auf der inneren Seite des Gestelles (b b^l in Fig. 1) sind Leisten angebracht, welche zur Führung des Metallbandes dienen und aufserdem den Zweck haben, die durch die Abbiegwalzen rechtwinklig aufgebogene Kante des Bandes noch mehr einwärts zu biegen. Diesen Zweck zu erreichen, ist eine der Leisten mit einer Nuth versehen, in welcher die abgebogene Kante geführt wird, und welche eine der Biegung entsprechende Neigung besitzt.

Die Führungsleiste kann auch durch eine Stellschraube c in einem Schlitze verstellbar gemacht werden, um jederzeit und nach Bedürfnifs zu der Formwalze in die nöthige Stellung gebracht zu werden, wenn das Walzengestell seine Richtung gegen die Formwalze ändern sollte.

Statt Walzen zur Ab- und Umbiegung der Kanten des Metallbandes in der Form, wie sie in Fig. 4 in Schnitt und Ansicht gezeichnet ist, zu benutzen, kann auch jede andere beliebige Form der Biegung angenommen werden, je nachdem es die Art der herzustellenden Naht erfordert.

Fig. 5 zeigt eine Ueberlappungsnaht, welche Walzen von sehr einfachem Profil erfordert. Fig. 6 zeigt in Schnitt und Ansicht eine andere Art von Kanten, welche häuptsächlich für Metallbänder von gröfserer Dicke angewendet wird. Diese Kanten werden dem Metallstreifen durch geeignete Fräfswerkzeuge beigebracht, ehe derselbe in die Leitwälzen des Walzengestelles eingeführt wird. In diesem Falle können diese Walzen ganz cylindrisch sein. Diese Walzen können selbst Fräfswalzen sein, welche dem Metallstreifen bei seinem Durchmarsch zwischenihnen die seinen Kanten nöthige Gestalt geben.

Um das Leitwalzengestelle für Metallstreifen verschiedener Breite benützen zxi können, ist die Seite A¹ nach der Seite A hin beweglich und verstellbar gemacht mittels der geschlitzten Arme F und G, welche durch Stellschrauben d und e in ihren Schlitzen festgestellt werden können.

Jede Einstellung der Walzengestelle in der Breitenrichtung bedingt auch die Verschiebung der profilirten Rollen oder Walzen auf ihrer Axe, was einfach durch Verkeilung derselben geschieht. Das Leit- oder Walzengestell müfs aber zur Formwalze in einem solchen Winkel stehen, (welcher von dem Durchmesser der zu bildenden Röhre und der Breite des Metallstreifens abhängt) dafs beim Aufwickeln des Metallbandes auf die Formwalze die einzelnen Windungen sich an den Säumen überall gleich weit übereinander legen. Wenn daher der Durchmesser der Formwalze oder die Breite des Metallstreifens geändert wird, so mufs auch der Winkel geändert werden, in welchem derselbe der Formwalze zugeführt wird.

Dieser nothwendigen Verstellbarkeit ist durch die Anbringung eines Drehpunktes H auf der Grundplatte der Maschine entsprochen, um welchen sich das Walzengestell in horizontaler Ebene bewegen und in jeden beliebigen Winkel zur Formwalze gebracht werden kann. Das Gestell kann dann, wenn einmal gerichtet, durch Stellschrauben, Bolzen oder andere passende Vorrichtungen in seiner Lage gesichert werden, oder es kann das Gestell durch ein Sehneckenradsegment und Schraube ohne Ende um seinen Drehpunkt bewegt werden.

Durch Anbringung einer langen Nuth in der Grundplatte parallel mit der Formwalze, in welcher Nuth sich der Drehbolzen des Walzengestelles verschieben läfst, kann dieses aufserdem auch noch längs der Formwalze verschoben werden, wenn die Umstände es erfordern. Die lange Nuth ist in Fig. ι in pünktirten Linien gezeichnet. Die Formwalze ist am Ende des Walzengestelles angebracht und wird, wie die Figuren zeigen. mittels Riemen in Umdrehung versetzt, welche auf geeignete Weise mit der Betriebswelle in Verbindung gebracht sind. Sie hat ihr Lager in einem Holzbande oder Ringe J, welcher an dem feststehenden Ständer K befestigt und an demselben in verticaler Richtung verstellbar ist. Dazu dient entweder die Stellschraube L in dem länglichen Schlitz oder eine andere passende Vorrichtung.

Diese verticale Verstellbarkeit des Halsringes ist nöthig, damit die Oberkante der Formwalze, wenn ihr Durchmesser zwecks Erzeugung weiterer oder engerer Röhren geändert werden mufs, sich stets genau in der Ebene befindet, in welcher der Metallstreifen das Walzengestell verläfst. Die Formwalze ist mit einer Leitspirale M versehen, welche dem Metallbande, nachdem es das Walzengestell verlassen hat, >.zür ■ Führung dient. Diese Leitspirale kann weggenommen werden, wenn dies wegen Einsetzens einer anderen Formwalze nöthig ist. Sie ist an dem Halsringe J mittels eines geschlitzten Armes und einer Schraube befestigt; mittels dieser Verbindungsart kann sie genau an die Kanten des von dem Walzengestelle herkommenden Metallbandes angeschmiegt werden. Die Vorderseite dieser Leitspirale kann eben sein, wie in der Zeichnung zu sehen, oder sie kann zur Erleichterung der Bewegung mit Frictionsrollen versehen sein.

■ Die Formwalze ist ferner mit einem Metallbande N versehen, welches spiralförmig um sie herumläuft und den Metallstreifen zwingt, sich der Walze anzuschmiegen und auf dieselbe sich aufzuwickeln. Es kann entweder feststehend sein, wie Fig. ι zeigt, oder es kann, wie ein Riemen ohne Ende, über geeignet angebrachte Rollen kufen (Fig. 7 und 8). Es kann ferner ein Band oder eine Kette sein, oder eine Reihe von Rollen oder Frictionsrollen (Fig. 9).

Wird ein Band oder eine Kette angewandt, so wird sie durch irgend eine geeignete Vorrichtung von der Hauptwelle aus getrieben und dient nicht allein als eine Führung für den Metallstreifen, sondern auch als ein Hülfsmittel zur Vorwärtsbewegung des Arbeitsstückes. Das Leitband oder die Kette unterscheidet sich von der feststehenden Leitspirale dadurch, dafs sie die Formwalze fest umschliefst und auch für verschiedene Durchmesser derselben angewendet werden kann.

Das äufsere Ende der Formwalze wird durch eine Rolle O unterstützt, welche auf einer Welle P drehbar befestigt ist. Diese Welle dreht sich entweder einfach dadurch, dafs sie durch die Reibung an dem Umfange des Arbeits-Stückes mitgenommen wird, oder aber sie kann durch passende Vorrichtungen von der Hauptwelle aus treibend gegen das Arbeitsstück wirken.

Die Welle, worin die Rolle O gelagert ist, ist in verticaler Richtung in dem Ständer R nach Bedarf verstellbar, wenn z. B. der Durchmesser der Formwalze sich ändert.

Die Lage des Ständers R ist auch in der Längsrichtung der Formwalze verstellbar, so dafs seine genaue Einstellung an die Nahtstelle für jede Dimension des herzustellenden Rohres möglich ist. Die Veränderlichkeit der Stellung der Rolle O in verticaler und horizontaler Beziehung macht es erforderlich; dafs die Welle P dem entsprechend ihre Lage ebenfalls ändern kann, ohne den Zusammenhang mit der Betriebswelle zu stören.

Nachdem die beiden Kanten des Metallstreifens zusammengefügt sind, mufs die Naht durch die Walze oder Rolle S zusammengedrückt werden, welche am Ausgangsende des Walzengestelles gerade über der Formwalze angeordnet ist. Wenn dünnes Metallblech zur Erzeugung der Röhren verwendet wird, so benutzt man ein Zieheisen in der Form' und Construction, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wo η ein entsprechend eingeschnittenes Stahlstück und m einen Drückstahl vorstellt. Der Druckstahl ist um einen Drehpunkt etwas beweglich; er ist ferner mit einer Feder versehen, damit er sich den unvermeidlichen Unebenheiten und Ungleichheiten¹ in der Decke des Metalles anpasse.

Das Zieheisen, welches selbstverständlich nur für dünne Bleche, welche die nöthige Biegsamkeit besitzen, angewendet werden kann, mufs

stets da, wo die Falz einmündet, weiter sein | und allmälig sich verengen und zur Seite neigen, um den Prozefs des Bestreichens vollkommen vollführen zu können. In dem Falle aber, wo Bleche oder Streifen von stärkerem Metall zur Erzeugung der Röhren verwendet werden, kann dies Werkzeug ganz weggelassen werden.

Nachdem die Naht das Zieheisen verlassen, gelangt sie unter die Einwirkung der Rolle O, welche sie fertig macht.

Es ist oben gesagt worden, dafs die Rolle O, indem sie fest gegen die Formwalze und gegen das Arbeitsstück angedrückt wird, mithilft, dasselbe durch die Maschine zn ziehen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle mufs daher etwas gröfser sein, als die der Walzen in dem Walzengestelle, wenn anders nicht an der Welle, wo die Walze O das Arbeitsstück berührt ein Aufbuckeln des Metalles stattfinden soll. Der Umstand, dafs die Rolle mithilft, das Arbeitsstück durch die Maschine zu ziehen, verhindert den oben bezeichneten Nachtheil und ist daher die Function der Rolle' O zum Durchziehen des Arbeitsstückes ein wesentliches Moment in den Eigenthümlichkeiten dieser Erfindung und mufs als ein kraftsparendes Hülfsmittel angesehen werden, welche, andere, sonst nöthige Hülfswerkzeuge, zur Verhütung des Aufbuckelns (Faltigwerdens) der Naht unnöthig macht.

Indem man die Ebene der Rolle O so stellt, dafs sie mit der Richtung,. in welcher die Naht über sie weggeht einen Winkel macht, kann man die ziehende Wirkung der Rolle auf das Arbeitsstück noch vermehren.

Da die Plättrolle oder Saumrolle, welche von der Hauptwelle aus getrieben wird, allen Stellungen des Walzengestelles angepafst werden mufs, so ist sie mit der Betriebswelle durch einen sich selbst einstellenden Zwischenmechanismus verbunden. Dasselbe ist der Fall mit den Walzen in dem Leitwalzengestelle.

Dieser Mechanismus besteht in den beweglichen Lagerbüchsen T und V (Fig. ii) und den Kegelrädern r r' und ί s^l und den Schneckenrädern t und u (Fig. i). Die beiden beweglichen Lager sind gegen einander drehbar und doch fest verbunden durch das kurze Stück, auf welchem die Kegelräder r^l und ί gelagert sind.

Das Lager T gleitet frei auf der Hauptwelle W. Das Rad r ist mit Nuth und Feder versehen, welche letztere in der langen Nuth der Welle W verschiebbar ist. In derselben Weise ist das Lager V, sowie das Rad ί¹ auf der Welle X verschiebbar.

Die Lager T und V sind an ihren Berührungsflächen mit eingedrehten, in einander greifenden Nuthen und Ringen versehen.

Die Lagerbüchse V ruht seitlich aut einem langen Arme des Ständers A¹ auf, wodurch seine richtige Stellung gegen die Wellen W und X gesichert wird. . '

Die Schneckenräder t und u sind ebenfalls derart construirt, dafs sie auf ihren Axen frei verschiebbar sind, wie dies durch die verschiedenen Veränderungen in der Stellung des Walzengestelles bedingt ist. Es könnten auch gewöhnliche Kegelräder statt der Schneckenräder angewendet werden. Der Hauptvortheil dieser sich selbst regulirenden Verbindung zwischen dem Leit- oder Walzengestell und der Betriebswelle liegt darin, dafs sie eine Regulirung dieses Gestelles zuläfst, während die Maschine sich im Gange befindet. Dies wird zuweilen nöthig, wenn es sich bei der Arbeit herausstellt, dafs die Windungen zu dicht aufeinander laufen. Dieser Fall kann namentlich dann eintreten, wenn die Maschine gerade ' für die Erzeugung eines neuen Arbeitsstückes angestellt worden ist.

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. Die Verbindung der rotirenden Formwalze, des feststehenden Leit- oder Walzengestelles zur Führung des Metallstreifens auf die Formwalze unter einem spitzen Winkel und der Platt- oder Säumrolle, alle diese Theile zum Zweck,' wie oben beschrieben.

2. In Verbindung mit der rotirenden Formwalze die profilirten Walzen, durch welche das Metallband an seinen Kanten in der Form um- und abgebogen wird, die nöthig ist, um eine Falznaht zu bilden, wie beschrieben.

3. Die einstellbare Leitspirale, welche um die Formwalze gewunden ist und zwischen welchen beiden der Metallstreifen durchpassiren mufs, zum Zwecke, wie beschrieben.

4. In Verbindung mit dem Walzengestelle das vertical verstellbare Halslager für die Formwalze, durch dessen Verstellbarkeit die Anwendung von Formwalzen verschiedenen Durchmessers auf einer Maschine ermöglicht ist, wie beschrieben.

5. In Verbindung mit der rotirenden Formwalze ein Band oder eine Kette, welche die Formwalze umschliefst zum Zweck und in der Weise, wie beschrieben und gezeichnet.

6. Das Zieheisen in seiner Zusammensetzung zum Zwecke, die Falzkanten des Metallstreifens bei seinem Durchgang durch dasselbe in einander zu fügen und schief zu legen, wodurch der Plättrolle vorgearbeitet wird, wie beschrieben.

7. Das um einen Drehpunkt auf der Grundplatte verstellbare Walzengestell, welches zur Formwalze in verschiedene Winkel, gestellt werden kann, wie beschrieben.

8. Die sich selbst regulirende Verbindung der Wellen W und X durch Räder und Lagerbüchsen, in denen die Wellen sich schieben können, wie beschrieben, und durch welchen Mechanismus von der Hauptwelle aus nach dem Walzengestelle die Kraft übergeleitet wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.