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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Einrichtung zum Wellen
metallischer Rohre zum Wellen metallischer Rohre nach Art von Mänteln elektrischer
Kabel mit rotierendem Werkzeughalter, der eine Axialbohrung zum Durchlaufen des
zu wellenden Rohres aufweist und der mit mindestens einem Druckwerkzeug versehen
ist, das aus einer radial verstellbaren Gewindespindel besteht, die an ihrem Bearbeitungsende
ein vorspringendes, drehbares Formwerkzeug trägt.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird das Rohr in der Einrichtung
lediglich durch die als Wellrollen ausgebildeten Formwerkzeuge geführt, so daß häufig
die kreisförmige Kontur des Rohres verdrückt wird und eine regelmäßige Wellung nicht
zustande kommt; vielmehr bilden sich leichte Facetten längs des Rohres aus.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige
Einrichtung mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß das zu wellende Rohr sicher
gestützt und geführt wird und daß es eine gleichmäßige Wellung erfährt, ohne daß
an ihm Facetten oder sonstige Deformierungen auftreten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der genannten Art gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß die Axialbohrung des Werkzeughalters mit einer Einsatzhülse
aus hartem Kunststoff ausgekleidet ist, die radiale Öffnungen für den Durchtritt
des oder der Formwerkzeuge aufweist, die, einer Schraubenlinie folgend, auf einem
Kreisbogen verteilt sind, dessen Zentrumswinkel höchstens 90° beträgt.
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In der Zeichnung sind beispielsweise verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1. eine schematische Darstellung einer
Einrichtung zum erfindungsgemäßen Wellen von Kabelmänteln, wobei die Einrichtung
in kleinem Maßstab im Axialschnitt dargestellt ist, F i g. 2 eine Vorderansicht
des drehbaren Werkzeughalters in vergrößertem Maßstab, wobei die verschiedenen Werkzeuge
zuvor herausgenommen wurden und eines dieser Werkzeuge im herausgenommenen Zustand
dargestellt ist, F i g. 3 einen Querschnitt des Werkzeughalters nach der Linie III-111
von F i g. 2, wobei die Einrichtung Kugelhalter aufweist und während des Betriebes
gezeigt ist, F i g. 4 eine Ansicht eines Teils des Werkzeughalters nach der Linie
IV-IV von F i g. 3, F i g. 5 einen Axialschnitt des Werkzeughalters nach der Linie
V-V von F i g. 3, wobei das zu wellende Rohr noch nicht eingeführt ist, F i g. 6
a, 6 b und 6 c Detailansichten der aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen beim erfindungsgemäßen
Eindrücken der Kugel und F i g. 7 einen Teil des gewellten Rohres im Axialschnitt.
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In F i g. 1 ist ein Tragrahmen 1 der Einrichtung zu sehen. Auf dem
Tragrahmen sitzt eine hohle Muffe 2, die mittels Wälzlager 3 rotierbar gelagert
und mit einem Zahnkranz 4, der zu ihrem Antrieb dient, versehen ist. Der Zahnkranz
greift in ein nicht dargestelltes motorisch angetriebenes Triebrad ein. Am Ende
der außerhalb des Tragrahmens 1 vorspringenden Muffe 2 ist ein Werkzeughalter 5
angeordnet, der einen Werkzeughalterkranz 12 und eine Axialbohrung 6 aufweist, durch
die ein Rohrmantel 30, der gewellt werden soll, hindurchlaufen kann. Der Werkzeughalter
5 ist auf der Muffe 2 mittels Schrauben 10, die in eine umlaufende Rille 7 eingreifen,
und mittels eines Befestigungskeiles 8 (F i g. 2), der in eine entsprechende Ausnehmung
in der Muffe 2 eingepaßt ist, starr befestigt.
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Innen in der Axialbohrung 6 des Werkzeughalters 5 ist eine Einsatzhülse
9 befestigt, die aus hartem Kunststoff besteht und die in bezug auf die Durchlaufrichtung
F des Rohres an ihrer Eintrittsseite mit einem Bund 11 abschließt, der die Befestigung
der Einsatzhülse erleichtert. Die Einsatzhülse 9 kann vorzugsweise aus hartem Polyamid
hergestellt werden.
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In dem außerhalb der Muffe 2 vorspringenden Werkzeughalterkranz 12
des Werkzeughalters 5 sind mehrere Innengewinde 13 a, 13 b, 13 c usw.
angebracht, die auf ein und derselben Schraubenlinie verteilt sind. In dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel
sind vier Innengewinde 13 angebracht, wobei
die drei Innengewinde 13 a, 13 b,13 c auf einem Zentrumswinkel verteilt sind, der
kleiner als 90° ist, und wobei das vierte Innengewinde 13 d einen geringen Winkelabstand
von dem nächstliegenden Innengewinde aufweist.
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Der Werkzeughalter 5 ist so ausgeführt, daß es möglich ist, Wellungen
mit unterschiedlichen Steigungen zu erzeugen.
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Der Werkzeughalter weist deshalb eine zweite Gruppe von Innengewinden
14 a, 14 b, 14 c, 14 d auf, die auf der anderen Hälfte des Werkzeughalterkranzes
12 liegen, wobei die Steigungen der beiden Gruppen 13 a, 13 b usw. bzw. 14 a, 14
b usw. sich etwas voneinander unterscheiden.
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Gegen die Mittellinie AB der Axialbohrung 6 zu werden die verschiedenen
Innengewinde 13 bzw. 14 durch innen in der Einsatzhülse 9 ausgesparte öffnungen
41a, 41b, 41c usw. beziehungsweise 51a, 51 b, 51 c usw. verlängert.
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Beispielsweise kann die Steigung der Schraubenlinie für die Innengewinde
13 etwa 14 mm und die Steigung für die Innengewinde 14 etwa 12 mm betragen.
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Im Inneren der einen der beiden Innengewindegruppen sind Kugelhalter
als Drückwerkzeuge angebracht. Jeder Kugelhalter weist eine Gewindespindel 15 auf,
die an dem einen Ende massiv und an dem anderen Ende ausgehöhlt ist, wodurch ein
Sackloch 16 entsteht, in dem das eigentliche Druckwerkzeug untergebracht ist. Im
Ausführungsbeispiel besteht das eigentliche Druckwerkzeug aus zwei übereinander
angeordneten drehbaren Kugeln 17 und 18, die im Inneren des Sackloches 16 durch
eine am Endabschnitt dieses Sackloches angebrachte leichte Verengung 42 zurückgehalten
werden.
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Vorzugsweise ist auf den verschiedenen Gewindespindeln 15 eine
Abflachung 19 (s. F i g. 2) angebracht. Auf dieser Abflachung befindet sich
eine Skala 21. Außerdem ist auf dem Kopf jeder Gewindespindel 15 ein Einschnitt
22 angebracht, mit dem es möglich ist, die Spindel zu drehen, beispielsweise mittels
eines Schraubenziehers.
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Ergänzenderweise sind auf dem Werkzeughalterkranz 12 um jedes Innengewinde
13 abgeschrägte Flächen 25 angebracht, auf denen Kreise 23 mit numerierter Sektoreinteilung
eingraviert sind. Die Kreise dienen zur Lagebestimmung für die Winkelstellung, in
der sich die auf der Gewindespindel 15
angebrachte Abflachung 19 befindet,
wenn die Gewindespindel im Innengewinde 13 eingeschraubt ist. Jede Gewindespindel
15 stellt also eine Mikrometerschraube dar, und die Skala 21 ergibt zusammen
mit dem eingravierten Kreis 23 eine Feineinstellung.
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Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weisen die den
Einbeulvorgang übernehmenden, aus den Sacklöchern 16 vorstehenden Kugeln 17 unterschiedliche
Durchmesser auf. Insbesondere ist vorgesehen, daß die erste Kugel 17 a, die dazu
bestimmt ist, mit dem noch glatten Teil des zu wellenden Rohres in Berührung zu
kommen, einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als derjenige, den die
zwei folgenden Kugeln 17 b, 17 c besitzen, wobei diese beiden Kugeln ebenfalls einen
etwas unterschiedlichen Durchmesser besitzen können.
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Jedem so gebildeten Kugelhalter ist überdies eine Feststellmutter
43 beigeordnet, die jeweils auf der abgeschrägten Fläche 25 sitzt, wobei diese abgeschrägten
Flächen jeweils rings um den Werkzeughalterkranz 12 auf der Höhe der Innengewinde
13 und 14 angebracht sind. Die Feststellmutter hält den zugehörigen Kugelhalter
fest, so daß die Einbeultiefe, auf die er eingestellt wurde, eingehalten wird.
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Die Ausbildung der Wellung auf dem Rohrmantel 30 geschieht auf folgende
Weise: Zuerst wird im Werkzeughalter, 5 die Einsatzhülse 9 eingebaut, deren Innendurchmesser
etwas größer ist als der Außendurchmesser des Rohrmantels 30. Dann wird eine Reihe
von drei oder eventuell auch vier Kugelhaltern eingesetzt, indem ihre Gewindespindeln
15 in die Innengewinde 13 a, 13 b bzw. (oder 14 a, 14 b usw.)
des Werkzeughalterkranzes 12 eingeschraubt werden.
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Andererseits wird das Maß, mit der die die Einbeulung ausführenden
Kugeln 17 in den Rohrmantel 30 eindringen, derart gesteuert, daß die Tiefe der Rinne
fortschreitend vergrößert wird. Anders ausgedrückt: Werden die Kugelhalter in der
Reihenfolge betrachtet, wie sie rings um den Rohrmantel 30 angeordnet sind, so sind
die Gewindespindeln 15 in die Innengewinde 13 um so mehr eingeschraubt, je weiter
man bei dieser Betrachtungsweise vom ersten zum letzten Kugelhalter fortschreitet.
Auf jeden Fall erfolgt das Einschrauben derart, daß die Kugeln 17 außen aus den
in der Einsatzhülse 9 ausgesparten Öffnungen 41 (oder den Verengungen 42) vorspringen.
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Wenn der Werkzeughalter 5 in Rotation versetzt wird, kommen die Kugeln
17 mit dem Rohrmantel 30 in Berührung und drücken ihn in radialer Richtung von sich
weg auf die entgegengesetzte Seite zu, wobei sie einen Druck auf den entsprechenden
Teil der Einsatzhülse 9 hervorrufen (F i g. 3). Die Kugel 17a körnt im Zuge der
Ausbildung der Wellung die Einbuchtung 44 an (F i g. 6 a), und die folgenden
Kugeln 17 b, 17 c vergrößern die Tiefe und die Breite dieser Einbuchtung.
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In der Oberfläche des Rohrmantels 30 wird also eine schraubenartige
Rinne eingezeichnet. Außerdem runden sich die nicht eingebeulten Teile des Rohrmantels
30 in gewissem Maße, so daß der Rohrmantel schließlich ein sehr regelmäßiges, sinusartiges
Profil aufweist (F i g. 7). Unter der Wirkung der Drehung des Werkzeughalters 5
und infolge der Anordnung der Kugelhalter in einer Schraubenlinie, bewegt sich der
Rohrmantel 30 von selbst in Richtung F (s. F i g. 1) weiter und nimmt dabei eine
Geschwindigkeit an, die der Umdrehungszahl des Werkzeughalters entspricht, multipliziert
mit der Ganghöhe, die sich durch die Anordnung der Kugelhalter auf dem Werkzeughalter
ergibt.
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Als Beispiel sollen folgende Zahlenangaben gegeben werden, die einem
besonderen Fall der Wellung bei einem Aluminiumkabelmantel entsprechen. Eigenschaften
des Rohrmantels: Außendurchmesser
........... 38,3 mm Innendurchmesser
............ 36,1 mm Rohrstärke .................. 1,1 mm
| Durchmesser Eindringtiefe |
| Kugel der Kugeln der Kugeln |
| (in mm) (in mm) |
| 17a 13 1,4 |
| 17b 9 2,8 |
| 17c 8 4,2 |
Die Tiefe der sich dabei bildenden Wellung beträgt 3,2 mm, die
Ganghöhe 14 mm. Für den Fall, daß der Werkzeughalter eine Drehzahl von 800 U/min
besitzt, verschiebt sich der Rohrmantel
30 mit einer Geschwindigkeit von
11,2 m/min. Man erhält so ein gewelltes Rohr mit einem Außendurchmesser von 37,2
mm, was einer leichten Reduzierung entspricht. Der Innendurchmesser auf der Sohle
der Wellung beträgt 28,5 mm.
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Wie man sieht, wird die Linienführung der Wellungen durch Kugeln hervorgerufen,
die entlang einem verhältnismäßig geringen Umfangswinkel des Werkzeughalters 5 verteilt
sind. Der auf den Rohrmantel 30 ausgeübte Druck betrifft also nur einen begrenzten
Teil seiner Oberfläche. Auf der Seite des Rohres, die der darauf ausgeübten Schubkraft
gegenüberliegt, bildet die Einsatzhülse 9 ein Widerlager mit geringem Reibungskoeffizienten.
Durch diese Kombination der Vorrichtungen ergibt sich die Möglichkeit, eine vollkommen
regelmäßige Wellung zu erhalten, welche die zylindrische Oberfläche des Rohrmantels
bewahrt und auf ihm keine Ritzung hervorruft. Würden die Kugelhalter vollkommen
um den ganzen Werkzeughalter 5 angeordnet werden, so würden sich paradoxerweise
längs des Rohrmantels 30 Facetten bilden. Es würde folglich am Ausgang ein
Querschnitt nach Art eines Vielecks entstehen. Ist es erwünscht, die Tiefe der Wellungen
abzuändern, so genügt es, jede Gewindespindel 15 mehr oder weniger einzuschrauben.
Ist eine besonders tiefe Wellung erforderlich, so kann ein vierter Kugelhalter in
das zu diesem Zweck vorgesehene Innengewinde 13 d oder 14 d eingeschraubt
werden.
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Es können auch z. B. die Kugeln. welche sich in das Rohr eindrücken,
anstatt daß sie auf einer einzelnen sich wälzenden Kugel 18 sitzen, auf einem
Kranz von Kugeln, die einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweisen, gelagert
sein und Schmieranordnungen für den Rohrmantel 30 vorgesehen werden.