DE104C - Neue Art von Metallblechröhren mit Spiralnaht und eine Maschine zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

1877.

Klasse 49.

HARVEY KLAPP FLAGLR in BOSTON (America). Eine neue Art von Blechröhren mit Spiralnaht und eine Maschine zur Herstellung derselben.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 22. Juli 1877 ab.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist erstens eine neue Art von Röhren aus Metallblech mit spiralförmiger Naht, d. h. von Röhren, welche aus einem Blechstreifen durch spiralförmige Aufwickelung desselben auf einen gedachten oder wirklichen Cylinder hergestellt sind. Die Vereinigungsstelle der Streifen in der Spiralnaht ist verschiedenartig gebildet. Entweder ist sie überfalzt, so dafs die eine umgebogene Kante des Metallstreifens in der anderen umgebogenen Kante desselben steckt und dieser so gebildete Falz zusammengedrückt wird;' oder die Naht ist genietet, in welchem Falle die eine Kante des Metallbandes oder die Ueberdeckung oder Ueberlappung und die Metallstärke durchgerichtet ist, damit das Rohr entweder innen oder aufsen eben ist, je nachdem man die durchgerichtete Kante aufsen oder innen vorstehen läfst.

Die auf solche Weise erzeugten, gefalzten oder genieteten Röhren, können nachher noch gelöthet, oder mit einem Metallüberzuge galvanisch versehen werden, oder sie können in einem besonderen mit der Maschine, welche die Röhren erzeugt, in Verbindung stehenden Schweifsapparate an den Nähten zusammengeschweifst werden. Solche Röhren mit Spiralnaht können in jeder beliebigen (Form) Länge dargestellt werden, da man die Bänder, woraus sie bestehen, beliebig oft anlangen kann, und zwar entweder durch Falzen, Nieten, Löthen oder Schweifsen u. s. w.

Der Durchmesser der Röhren ist, wie die Länge, veränderlich und bis zu einem gewissen, durch die Praxis bestimmten Grade, beliebig grofs oder klein zu nehmen. Die Vortheile, welche solche Röhren darbieten, liegen hauptsächlich in ihrer gröfseren Stärke und Steifigkeit und in der Leichtigkeit und Billigkeit ihrer Fabrikation.

Die Maschine zur Darstellung der beschriebenen Art von Röhren, ist in den Fig. 1 bis incl. 11 dargestellt, und besteht aus folgenden Haupttheilen:

1. Dem sog. „Sattel".

2. Dem sog. ,,Einroll- und Zusammenfügung smechanismus".

3. Dem ,,Festhaltmechanismus".

4. Dem Mechanismus, der den Metallstreifen die Form giebt.

Gleiche Buchstaben bedeuten in allen Figuren gleiche Theile.

i. Der „Sattel" Fig. 1, 2 und 3. D ist der Sattel, der mit seiner unteren concaven Fläche auf den Cylinderstücken D¹D¹ aufliegt, und mittels der Ringe α α diese umschliefst. Die Cylinderstücke D * sind an dem Ständer C befestigt, letzterer auf der Grundplatte B.

Am Ständer C ist ein Winkelstück e befestigt, welches seinen einen Schenkel über den Sattel wegstreckt. In diesem Schenkel e ist ein Gufsstück E in einer Bohrung desselben eingesetzt und mit einer Schraube und einer Platte^ darin festgestellt. Auf der unteren ebenen Fläche des Stückes E ist eine zur Richtung des Sattels schief laufende Nuth eingearbeitet, in welcher ein Gleitstück c sich verschieben läfst; letzteres ist auf den Zapfen g drehbar, der in dem in den Sattel eingelassenen Stück d befestigt ist.

Nach dieser Construction mufs der Sattel, wenn man ihm eine um D' drehende Bewegung ertheilt, gleichzeitig eine Bewegung in seiner Längsrichtung machen, da der Zapfen g mit dem Gleitstück c in der schiefen, feststehenden Nuth des Stückes E gleitet. (Fig. 1.)

Dreht man den Sattel in der Richtung des gefiederten Pfeiles, so mufs er sich wegen der feststehenden Nuth zugleich in der Richtung des ungefiederten Pfeiles verschieben. Aus beiden Bewegungen resultirt eine Bewegung in einer Cylinderspirallinie, entsprechend den Spirallinien des die Röhre bildenden Bandes. Aendert man den Winkel, den die Nuth mit dem Sattel macht, so ändert sich die Spirallinie, welche letzterer nun beschreibt; und, da man diese Aenderung durch Verstellung des Stückes E in der Bohrung von e leicht vornehmen und durch die Schraube mit der Platte /, E leicht wieder fixiren kann, so hat man hiermit ein bequemes Mittel, die Bewegung des Sattels für jede Dimension des auf der Maschine zu erzeugenden Rohres zu reguliren. Durch die Druckschraube und die Bremsklötzchen p läfst sich die Beweglichkeit reguliren. Von dem Sattel D erstreckt sich, eine Platte i senkrecht aufwärts. Diese Platte ist mit zwei parallelen Leisten /'/' (Fig. 1) versehen, welche dem Support F zur Führung dienen. Mittels einer Schraube J kann dieser Support an dem aufrechten Arme oder der Platte i befestigt werden; der Schlitz in i sowie die beiden Leisten iⁱ i^l gestatten, wenn nöthig, ein Auf- und Abschieben des Supports F.

2. Der Einrollungs- und Zusammenfügungsmechanismus. Der Support F ist der Träger dieses ganzen Mechanismus.

An dem Support ist ein Arm / angebracht, der dem Hebel M zur Unterstützung dient. Das Gleitstück N schiebt sich in einer Führung des Supports auf und ab und ist durch einen Bolzen mit dem Ende ■ des Hebels M verbunden. Zu dem Zwecke ist der Hebel mit einem Schlitz versehen, in welchem sich das aufserdem drehbare Gleitstück verschiebt. In einen entsprechenden Schlitz des Gleitstücks N greift der runde Kopf des Hebels O an, dessen Drehpunkt bei O¹ liegt.

Bewegt man den Hebel M abwärts, so steigt JV; das kürzere Hebelende von O drückt daher den Stift H nieder und dieser drückt die Röhre gegen ihre Unterlage, d. h. gegen den in ihr Inneres hineinragenden Arm G. Dieser letztere ist auf seinem Rücken abgerundet.

Sobald der Stift auf dem Rohr und dieses auf der Unterlage, dem Arme G aufsitzt, dreht sich bei fernerem Drucke auf den Hebel der Support F sammt allem, was an ihm befestigt ist, also auch der Sattel D,. um die Cylinder D¹D¹, d. h. um die Axe χ χ. Diese Bewegung ist begrenzt durch eine Nase b (Fig. 3). Da diese Bewegung, wie wir gesehen haben, eine spiralförmige ist, und da die in Arbeit befindliche Röhre durch den Stift H fest gegen die Unterlage G geprefst wird, so mufs die Röhre die Spiralbewegung mitmachen, und es wird dadurch ein Stück des sie bildenden, aber noch nicht aufgewickelten Metallstreifens hereingezogen und auf eine vorher gebildete. Windung gerollt. Diese Aufwickelung erfolgt genau in der Richtung der Spirale des Rohres. Wie wir gesehen, kann diese genau durch E und. / regulirt werden. ■Dem hereingezogenen Metallstreifen ist schon vorher durch zwei Walzen, die er passirt hat, die zur Ueberlappung nöthige Biegung durch Richtung der Kante, oder die zur Ueberfalzung nöthige Abbiegung der beiden Kanten gegeben worden.

3. Der Festhaltmechanismus. Wird der Hebel M aufwärts bewegt, so geht N nieder; der Druck auf den Stift H hört somit auf, und dieser geht unter der Wirkung einer Spiralfeder in die Höhe. Die Röhre läge somit frei auf dem Arme G.

Beim Niedersteigen des Hebels O drückt aber die Stange L auf den Hebel K\ dieser wirkt auf K¹ und der Kopf des letzteren schiebt die Schleife η abwärts. Diese drückt nun die Röhre gegen den inneren Umfang des Ringes P und hält sie auf diese Weise fest. Die Drehpunkte der Hebel KK¹ liegen in einer geschlitzten Metallstange J. Der Ring P ist an dem Ständer der Maschine befestigt. Beim weiteren Aufwärtsbewegen des Hebels M, wenn schon die Hebel KK¹ die Röhre in der eben beschriebenen Weise festhalten, dreht sich das ganze System mit dem Sattel D und macht somit den spiralförmigen Weg wieder rückwärts, der vorher beim Einrollen des Bandes vorwärts gemacht worden ist.

Da nun die Hebel KK¹ in der feststehenden Stange J ihr Lager haben, so mufs die Stange L um die Bewegung des Systems nicht zu hindern, in dem Hebel K mit einem Kugelgelenk versehen sein.

Nach Beendigung der Rückwärtsbewegung, die man auch das Ausholen zu einer neuen Einrollung nennen mag, beginnt sogleich wieder das Feststellen der Röhre auf der Stange G mittels des Stiftes H und die Einrollung eines weiteren Stückes des Bandes.

. Mit dem Einrollungsmechanismus und dem Festhaltmechanismus sind einige weitere Hülfsapparate und Einrichtungen verbunden. Zunächst mufs hier erwähnt werden, dafs mit dem Durchmesser der zu bildenden Röhre sich die Stellung der Unterlage G und der geschlitzten Stange J ändern mufs.

Der Support F, woran die Unterlage G angegossen ist, kann daher in den Leisten z'¹ i^l der Platte i höher oder tiefer gestellt werden, so dafs die convexe Oberkante von G stets um den Radius der Röhre von der Drehungsaxe χ χ entfernt ist.

Ebenso mufs die Stange J mittels des am Gestelle C befestigten Winkels R höher oder tiefer gestellt werden können, damit die Unterkante von J gerade die Innenfläche der Röhre berühre. Es ist selbstverständlich, dafs, da E und J einander genähert oder von einander entfernt werden können, die Stange L in ihrer Länge veränderlich sein mufs. Dieselbe schiebt sich daher in einer Büchse 6>² in der Gabel des Hebels O und kann darin durch- eine Stellschraube O¹ festgestellt werden. Diese Büchse O² oscillirt nur zwei Zapfen O ³ in einem viereckigen Rahmen O⁴ dessen Drehungszapfen in der Gabel des Hebels O und rechtwinklich zu den Zapfen O³ liegen.

Die Stange ist daher, wie man sieht, durch ein Universalgelenk mit dem Hebel O verbunden, und, da sie auch mit dem Hebel K mittels eines Kugelgelenkes verbunden ist, kann das obere bewegliche System die Spiralbewegung machen, während die Hebel KK¹ nieder- und festgehalten sind, ohne dafs ein Zwängen oder Sperren stattfände. Mit dem Stifte H ist, je nachdem man genietete oder gefalzte Röhren herstellen will, ein Lochapparat oder ein Falzapparat verbunden.

Die in Fig. 2 dargestellte Maschine ist. mit einem Loch- und Nietapparat versehen.

Eine Hülse / mit flantschenförmigem Fufse ist über das untere Ende des Kolbens H geschoben und wird durch eine zweite Spiralfeder, die sich gegen das untere Ende des Auges m legt, stets gegen die Oberfläche des Arbeitsstückes angedrückt.

Unmittelbar unter dem Kolben H und genau in dessen Axe liegt die Lochplatte in dem Arme G befestigt.

Aus dieser Construction folgt, dafs, wenn man den Hebel M abwärts bewegt, der Hebel O zunächst den Kolben H niederdrückt und ein

Nietloch in die Ueberlappung des Spirälbandes, aus welchem die Röhre gebildet wird, stanzt. Der Schuh /verhindert das Aufsteigen der Röhre, wenn die Stanze aus dem Nietloch zurückgeht.. Wegen der ruckweisen spiralförmigen Vorwärtsbewegung der Röhre kommen die so gestanzten Nietlöcher einmal genau unter den Kopf des Hebels K zu stehen. Hier ist nun mit dem Festhaltapparat ein Nietapparat verbunden. Derselbe kann in verschiedener Weise construirt sein.

Entweder wird der Schaft des Niets, welcher von aufsen nach innen in das Nietloch gesteckt wird, durch eine an der Schleife η befestigte Kopfstanze zu einem Kopfe geformt, (Fig. 2), oder die Festhalt- und Nietvorrichtung ist in der Weise modificirt, wie in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist.

In diesen Figuren ist eine Maschine für Röhren, bei denen der Niet von innen nach aufsen in die Nietlöcher gesteckt wird, gezeichnet. ■ '..

Die Hebel KK^x sind hier durch einen einzigen Hebel K ersetzt, der eine Schleife η auf- und abschiebt. Der Drehpunkt des Hebels ist auch hier in einem verstellbaren Stück am Gestelle der Maschine befestigt. Als Gegenhalter für den Nietkopf dient hier, wie früher in Fig. 2 der Ring P dienen mufste, eine Scheibe U, welche auf der cylindrischen Stange U¹ festgemacht ist. U¹ liegt genau in der Axe der Röhre. Der Durchmesser der Scheibe U ändert sich mit dem Durchmesser der zu erzeugenden Röhre. Die Stange U¹ mit ihrer Scheibe U würde indessen beim Nieten nach Aufwärts federn; dies zu verhindern dient der Ring P, gegen den sich die Röhre und die Scheibe anlehnen.

Diese Nietvorrichtung kann in der Weise, wie sie in Fig. 7 gezeichnet ist, abgeändert werden. Hier ist das Ende des Hebels K gabelförmig gebildet und drückt beim Festhalten der Röhre den Nietsaum gegen die Scheibe U. Zwischen den Gabelenden tritt dann der Schaft des Niets hervor und kann nun durch den Hammer V vernietet, bezw. zu einem Kopf geformt werden.

Der Hammer mag hierbei von Hand oder durch irgend einen passenden Mechanismus bewegt werden. Ob nun das Vernieten der Nietschafte innerhalb oder aufserhalb der Röhre stattfindet, so ist eine automatische Zuführung und Einsteckuhg der Nieten in die Nietlöcher erwünscht. Fig. 9, 10 und 11 zeigt die Lösung dieser Aufgabe.

5 Fig. 9 ist eine sogenannte „Nietenspeiseröhre". Die Niete werden in dieselbe von einer Seite rechts vom Rade r eingefüllt mit ihrer Spitze nach dem Hebel t gerichtet. Durch einen schmalen Schlitz greift das Speiserad r in die Röhre »S¹ ein und schiebt die Nieten vorwärts. Das Rad r empfangt seine ruckweise Bewegung in irgend einer passenden Weise, sei es von der ruckweisen Bewegung der Stange G, oder des Hebels Kn. s. w., um bei jeder Niederbewegung des Hebels M einen Niet vorzuschieben, bezw. in das vorgestanzte Nietloch zu schieben.

An der Röhre S sind vier Federn s s s s befestigt, welche den Schaft des Niet erfassen, sobald er in ihren Bereich kommt. Vier andere Federn uuuu sind an dem Ringe t befestigt, welcher durch einen Hebel hin- und hergeschoben wird. Diese vier lelzteren Federn greifen zwischen den ersteren hindurch und schieben, mit ihrer Spitze auf den Kopf des Niets drückend, diese aus der Umklammeruug der Federn ί (Fig. 10) und helfen dem Rade r den Niet in's Nietloch schieben.

Es ist selbstverständlich, dafs die Bewegung des Rades r und des Ringes t genau in dem Momente stattfindet, wo ein Nietloch vor der Oeffnung der Nietspeiseröhre erscheint.

In Fig. i, wo die Vernietung von innen erfolgt, führt die Nietspeiseröhre die Nieten von aufsen her ein (siehe bei S). In Fig. 5, 6, wo die Vernietung von aufsen her stattfindet, wird der Niet durch die Speiseröhre .S¹ von innen her herbeigeführt. Die Speiseröhre ist in letzterem Falle abgebogen. Sollen auf der Maschine Röhren mit Falznath hergestellt werden, so fallt natürlich Loch- und Nietvorrichtung weg. Mit dem Einroll- und Einfügungsmechanismus ist alsdann eine Falzvorrichtung verbunden. Der mit den passenden Abbiegungen an den Kanten versehene Streifen (Fig. 8, x, das Abbiegen geschieht unter den Walzen) passirt an der Stelle, wo das Aufeinanderlegen der Falzsäume geschieht. Das sog. Zieheisen besteht aus einem Stahlstück ν mit einem Einschnitte, unterhalb welchem ein zweites Stahlstück w befestigt ist. Beim Passiren dieses Zieheisens wird die Falznaht des Streifens mehr zusammen- und schiefgelegt {v w Fig. 8).

An dem Stift JT, Fig. 2, ist in diesem Falle, wo die Maschine Röhren mit Falznaht herstellt, ein besonderer zu diesem Zweck geformter Schuh /, Fig. 8 befestigt. Derselbe ist auf seiner unteren, auf der Röhre aufliegenden Fläche mit einer Furche versehen, welche die Breite und Tiefe der fertigen Falznaht besitzt. Dieser Schuh drückt, so oft er bei einer Einrollbewegung auf das Arbeitsstück aufgepafst wird, die vom Zieheisen schief gelegte Falznaht fest zusammen, wie y Fig. 8 zeigt. An der Festhaltvorrichtung KK¹ η P ist in diesem Falle statt der Nietvorrichtung nur eine Festklemmvorrichtung angebracht, lediglich zu dem Zwecke, die Röhre so lange festzuhalten, als der Einrollmechanismus zurückgeht, um für eine neue Einrollung auszuholen.

4. Der Mechanismus, der dem Metallstreifen die Form giebt, die er haben mufs, um in einer Spirale mit Falznaht, Ueberlappung zum Nieten u. s. w. in Form einer Röhre aufgewickelt werden zu können, besteht hauptsächlich aus einem Walzenstuhle A Fig. i, der gegen die Maschine im Winkel gestellt ist. Dieser Winkel richtet sich nach der Spirale, in der die Streifen, aus denen die Röhre gebildet wird, aufeinandergewickelt werden. Dieser Winkel ist veränderlich, und ändert sich mit dem Durchmesser der herzustellenden Röhre und mit der Breite des aufzu-

rollenden Streifens. Gewöhnlich ist der Streifen so breit als die Walzenlänge es gestattet. Die Walzen sind an ihren Lagern verstellbar, so dafs der von ihnen kommende Blechstreifen stets tangential auf die Stange G- geleitet wird. Um jedes Klemmen zu vermeiden, sind die Walzenlager mit entsprechend starken Spiralfedern versehen (Fig. 3 und 4). Wie schon früher erwähnt, geben die Walzen dem Streifen, indem er zwischen ihnen durchgezogen wird, an seinen Kanten die Abbiegung, die er für eine Falznaht oder Nietnaht mit innerer oder äufserer Durchrichtung der Ueberlappung haben mufs. Zur besseren Führung des Blechstreifens beim Einrollen dient der Führungsstreifen T Fig. 2 und 4 aus einem steifen Stahlbande oder einem anderen passenden Metallbande bestehend. Dasselbe ist mit beiden Enden an dem Support F befestigt und spiralförmig um die Stangen G und J geschlungen. Die convexe Oberfläche der Stange G soll an der Stelle, wo der Blechstreifen, aus welchem die Röhre gebildet wird, über ihn läuft, eine Nuth besitzen, von der Breite des Streifens, einer Tiefe entsprechend der Dicke des Bleches und ihre Richtung entsprechend der Spirallinie. Diese Nuth in Verbindung mit dem Führungsbande T sichert eine genaue Einrollung und Einführung des Streifens.

Claims (15)

Patent - Ansprüche :

1. Der Sattel D, der sich in einer Spirallinie hin- und herbewegt, zu dem Zweck und in der Zusammensetzung seiner Theile wie beschrieben.

2. In Verbindung mit dem in einer Spirallinie hin- und hergehenden Sattel, den nach der Weite der Röhren verstellbaren Einroll- und Zusammenfügungsmechanismus in der oben beschriebenen Zusammensetzung.

3. In Verbindung mit dem Sattel D und dem Einrollmechanismus und rechtzeitig eingreifend in die einzelnen Bewegungsmomente des letzteren, den Festhaltemechanismus in seinen verschiedenen Modificationen wie beschrieben.

4. Den drehbaren Block E mit seiner Nuth und dem Führungsstück c auf dem Zapfen g zu dem Zwecke, die Spiralbewegung des Sattels zu reguliren, wie oben beschrieben.

5. Die Stange G zu dem Zwecke und in der Weise arbeitend, wie beschrieben,

6. Die Verbindung der Stange G und des Leitstreifens T zu dem Zweck und in der Weise, wie beschrieben.

7. Die Verbindung der Stange G mit einer Vorrichtung, das Arbeitsstück zeitweise auf der Stange G festzuhalten, um mit dieser gedreht zu werden, wie beschrieben.

8. Die Verbindung eines Durchstofses oder Lochapparates mit der Vorrichtung, welche das Arbeitsstück auf die Stange G äufprefst, wie beschrieben.

9. Den Stift H und sein Fuss / in Verbindung mit dem Support F, wie beschrieben.

10. Die Verbindung des Rahmens A mit dem Einrollmechanismus, wie beschrieben.

11. Die Combination eines Vernietungsmechanismus mit der Festhaltevorrichtung KLnP, wie beschrieben.

12. Die Verbindung der Stange L mit dem Hebel O und dem Hebel K zu dem Zweck, wie beschrieben.

13. Den Haupthebel M in Verbindung mit dem Hebel O, der Stange L, dem Hebel O und zu dem Zweck den Sattel, den Einroll- und Einfügungsmechanismus und den Festhaltemechanismus sammt der Loch- und Nietvorrichtung zu bewegen, wie beschrieben.

14. Den Ring P in der Weise und zu dem Zweck, wie beschrieben.

15. Die Röhre, welche aus einem spiralförmig aufgewickelten Blechstreifen gebildet wird, dessen Kanten entweder an der Nahtstelle überfalzt, zum Nieten überlappt oder gelöthet, oder geschweifst werden, wie beschrieben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.