DE2441685A1

DE2441685A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einteilig ausgebildeter rippenrohre

Info

Publication number: DE2441685A1
Application number: DE2441685A
Authority: DE
Inventors: Arthur Henry Novak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1974-08-30
Publication date: 1975-07-24
Also published as: JPS50102805A; JPS5325921B2; JPS50104167A; US3855832A

Description

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dr. ing. H. NEGENDANK (-1973) · dipl.-ing. H. HAUCK · bipi.-phys. W. SCHMITZ dipl.-ing. E. GRAALFS · dipl.-ing. W. WEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN

ZUSTELLUNGSANSCHRIFT; HAMBPB&36 · NEUER WAII 41

TEL. 30 74 28 XTND 36 4115 TEXEGR. NEGETIAPATENT HAMBTTRG

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEL·. 5 38 OS 80

TELEGR. NEGEDAPATENT MITNCH-EN

HAMBURG, ^^{en 2}9.

pognp t.r_onfn Pi₁-J T^-)TiVP.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung . einteilig ausgebildeter Rippenrohre

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohr, bei dem das mit Rippen zu verse^endeRohr um eine feste Achse gedreht und gegenüber einer um eine zur RoHracv>se geneigte Achse angetriebenen Formwalze mit einer Rei^e von ringförmigen Formangsvorsprüngen, die aufeinanderfolgend im Durchmesser zunehmen, in axialer Richtung bewegt wird, wobei die Achse der Formwalze einen festen Abstand vom Rohr aufweist, derart, daß die Formungsvorsprünge im vollen Arbeitseingriff stehen, nämlich wenn sich "die Formwalze am Kreuzungspunkt der Achsen mit kleinstem Abstand zueinander befindet. .

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Einteilig ausgebildete Rippenrohre wurden bisher erzeugt, indem eine Rohrlänge der Wirkung eines Formwalzensatzes ausgesetzt wurde. Typischerweise werden hierbei drei in gleichen Abständen um eine gerade Rohrlänge herum, die mit Rippen versehen werden soll, äsei Formwalzen benutzt, von denen jede an einem Kopf angeordnet ist, der im wesentlichen radial in und außer Eingriff mit dem Rohr bewegbar ist. Jede Formwalze hat mehrere, axialen Abstand zueinander aufweisende, ringförmige Formungsvorsprünge, die im Durchmesser gestuft sind. Die Achsen der Spindeln sind gegenüber der Rohrachse in einem Winkel geneigt, der dem Steigungswinkel der zu bildenden Rippen entspricht. Die Walzen werden jeweils um ihre Achsen gedreht, so daß das Rohr gedreht und in Richtung zu den größer werdenden Formungsvorsprüngen hin vorgeschoben wird.

Bei dieser bekannten Vorrichtung greifen die größeren Formungsvorsprünge, wenn die Walzen radial einwärts In Eingriff mit dem Rohr bewegt werden, vor den kleineren Formungsvorsprüngen am Rohr an. Während der Zeitspanne, die erforderlich ist, um die Walzen in vollen Eingriff zu bewegen, werden Teilrippen zunehmender Tiefe erzeugt. Diese konische Zone unvollständiger Rippen hat eine Länge, die hauptsächlich von der Drehzahl und dem Vorschub des Rohres abhängt. V/enn mehrgängige Rippen mit hoher Drehzahl erzeugt werden, sind diese konischen Abschnitte langer als erwünscht. Die Wärmeübertragungskapazität solcher konischer Abschnitte ist natürlich geringer als optimal.

Hinzu kommt, daß infolge der Tatsache, daß die größeren

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Formungsvorsprünge zuerst am Rohr angreifen, eine Neigung bei der bekannten Vorrichtung besteht, das Rohr mit den führenden, großen Vorsprängen stärker zu beanspruchen. Tatsächlich müssen die zuerst eingreifenden Vorsprünge schwerer arbeiten als normalerweise während des Eingriffνorschubs der Walzen, was eine übermäßige Materialhärtung bewirkt und dazu neigt, Metall hinter den Walzen einzufangen. Dieses Metall wird in einer örtlich begrenzten Zone deformiert, um einen anfänglichen, höckerförmigen Rippenabschnitt größerer als normaler Höhe zu bilden, wobei hinzu kommt, daß die übermäßige Härtung des Rohrmetalls die Beanspruchung der folgenden Vor-Sprünge geringerer Höhe vergrößert.

Die Erfindung bezweckt, die zuvor erwähnten Mangel der bekannten Verfahren zu überwinden und ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit der dünnwandiges Rohr mit engen Rippenabständen, die mehrgängig ausgebildet sind, bei hohen Drehzahlen herzustellen, wobei die Übergangskonen beim Beginn der Arbeit kurz sein sollen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens sowie einer Vorrichtung, bei denen die zuvor erwähnte Übergröße des Rippendurchmessers oder des Höckers in Portfall kommen, die charakteristisch für die Rippenrohrübergangsabschnitte sind, wenn sie mit den bekannten Vorrichtungen hergestellt werden.

Ein weiterer Zweck besteht in der Schaffung eines Verfahrens, das mit einfachereren Maschinen durchführbar ist.

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Sin Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung soll nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden. Bs zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht der Vorrichtung, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird, wobei ein Abschnitt eines Rohres, das mit Rippen versehen werden soll und eine Formwalze in der Ausgangsstellung gezeigt sind;

Fig. 2 einen Aufriß derselben in der Ausgangsstellung;

Fig. 3 eine Draufsicht der Walze und des Rohres in der Walzstellung; und

Fig. 4 einen Aufriß der V/alze und des Rohres in der Walzstellung.

Mit 10 ist ganz allgemein eine Formwalze bezeichnet, die im dargestellten Falle mehrere Scheibenuinit gestuft größer werdenden Durchmessern aufweist, deren am Werkstück angreifende Umfangsabschnitte in bekannter Weise profiliert sind, um das zu bearbeitende Rohr W zunehmend zu verformen, um Hippen nach außen aus dem Bohrmaterial zu drücken. Fünf Scheiben 11, 12, 13, 14 und 15 sind gezeigt, obwohl gewöhnlich eine größere Anzahl verwendet wird. Die Einzelheiten hinsichtlich der Anzahl und Form der Scheiben bildet keinen Teil der Erfindung und tatsächlich könnten die ringförmigen, das Werkstück verformenden Vorsprünge, die die Umfangsabschnitte der Scheiben bilden, einteilig aus einer vollen Walze hergestellt werden.

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V/ie zuvor bemerkt, wird der Berippungsvorgang durch mehrere, typischerweise drei solcher V/alzen durchgeführt, die um das Werkstück herum angeordnet sind. Beim Eingriff mit dem Werkstück sind die Neigung der Formungsscheiben zur Achse und der Abstand zwischen den am Werkstück angreifenden Formungsvorsprüngender Scheiben derart, daß jede der führenden Scheibe folgende Scheibe eine zusätzliche Verformung des Rohres in der bearbeiteten Zone von der vorhergehenden Scheibe des Satzes durchführt. V/ie ebenfalls in der einschlägigen Technik bekannt, können die Scheiben und die Neigung zur Achse so angeordnet sein, daß sie entweder eine eingängige Hippe oder mehrgängige, schraiibenlinienförmige Rippen bilden. Das Verfahren mehrgängiger, schraubenförmiger Rippen wird bevorzugt, da es ein schnelleres Arbeiten gestattet.

Das zu bearbeitende Rohr W kann auf einem inneren Dorn 16 in bekannter V/eise abgestützt sein.

Alle Formwalzen des Satzes sind für gleichzeitiges Arbeiten angeordnet» Nur eine einzige Walze und Spindel sind gezeigt, da alle gleich sind V/ie aus der Zeichnung ersichtlich, ist jede Walze auf einer Spindel S befestigt. Die Spindeln sind gleichzeitig synchron in gleicher Winkelrichtung drehbar und bewirken eine Drehung und einen Vorschub des Werkstücks infolge des Reibungseingriffs zwischen den Walzen und dem Werkstück. Jede der Spindeln ist auf einer festen Achse abgestützt, aber die Spindeln und die darauf angeordneten Walzen sind in einer geraden Bahn in Längsrichtung der Spindelachsen'bewegbar, um die Walzen zwischen einer zurückgezogenen oder Ausgangasteilung

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die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, in der sie das Werkstück freigeben und der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Arbeitsstellung, in der sie in vollem wirksamen Eingriff mit dem Werkstück stehen, zu bewegen.

Das Werkstück bewegt sich bei Betrachtung der Zeichnung von rechts'nach links, während die Walzen von links nach rechts mit dem Werkstück in Eingriff gebracht werden. Infolge der Tatsache, daß die kleineren Vorsprünge zuerst mit dem Werkstück in Eingriff kommen, tritt ein Binfangen von Metall nicht auf, was zuvor der Fall war und die erwähnten Hocker bildete. Der Übergang zwischen dem glatten Rohrabsckaitt 20 (der beispielsweise für Verbindungszwecke dienen kann), der links in Fig. 4 gezeigt ist und der nachfolgende, mit Rippen versehene Rohrabschnitt 22 ist abrupt. Hinzu kommt, daß anfänglich keine übermäßige Materialhärtung des Werkstücks auftritt, wie dies der Fall ist, wenn die Walzen radial, in Eingriff mit dem Werkstück bewegt werden.

Bei Beendigung der gewünschten Berippungslänge werden die Walzen vom werkstück in umgekehrter ichtung wie Deim ingriffvorschub (durch den Pfeil F in Jj'ig. 1 angemutet) zurückbewegt wobei die walzen das Werkstück vollständig freigeben, das dann vom Dorn entfernt wird, worauf die sich in der Ausgangsstellung der Fig. 1 befindlichen Walzen für die nächste Werkstückbearbeitung bereit stehen. Obwohl die Walzen radial vom Werkstück zurückgezogen werden könnten, anstatt sie entlang derselben Bahn wie bei der Ineingriffbringung zu bewegen, d.h. entlang der gleichen Linie im wesentlichen senkrecht zum Steigungswinkel dürfte erkennbar sein, daß ein radiales

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Zurückziehen einen Schrägungseffekt "bewirken würde, so daß am nachfolgenden Ende des Rohres einige unvollständige Rippen. entstehen wurden.

Bei der bekannten Arbeitsvorschubanordnung, bei der die Walzen im wesentlichen radial in und außer Eingriff mit dem Werkstück bewegt werden, ist die Längungswirkung am Werkstück unterschiedlich und erhebliche Höhenformen der Buten treten auf, bis die Walzen i^re volle Arbeitstiefe erreicht haben. Bei dem erfindungsgemäß verbesserten Verfahren kann der Arbeitsvorschub der Walzen zeitlich so gesteuert sein, daß, wenn die größte Scheibe 15 ihre volle Eingrifftiefe erreicht, die erste von der kleinsten Scheibe 11 berührte Zone die größte Scheibe erreicht. Auf diese Weise können gleichmäßige, die volle Höhe aufweisenden Rippen praktisch vom Punkt der anfänglichen Berührung an erzeugt werden. Ferner nimmt die Materialhärtung allmählich wachsend zu und zwar von Hull am anfänglichen Berührungspunkt bis zum vollen, unvermeidlichen Maß der Härtung, die durch, die nachfolgenden Walzen bewirkt wird, "übermäßige Materialhärtung durch die zuerst in Eingriff kommende Scheibe und das Einfangen von Metall wird somit wirksam ausgeschaltet.

Im Ausführungsbeispiel sind die Walzen als angetrieben und das zu bearbeitende itohr als durch die walzen angetrieben beschrieben, wobei jedoch verständlich sein dürfte, daß diese antriebsanordnung umgekehrt sein kann, d.h., daß das nohr gedreht werden kann, um die "walzen zu drehen, iias Prinzip äes Betriebes bleibt in diesem ..alle gleich, aber die maschinenkonstruktion ist weniger bequem, da das .ttohr (oder Walzen) sie¹-· auch frei axial zum Rohr bewegen ·

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Claims

O — Patent a η s ρ r ü c h e

1.) Verfahren zur Herstellung von Rippenrohr, bei dem das mit Rippen zu versehende Rohr um eine feste Ac^ se gedreht und gegenüber einer um eine zur Rohrachse geneigte Achse angetriebenen Formwalze mit einer Reihe von ringförmigen Formungsvorsprüngen, die aufeinanderfolgend im Durchmesser zunehmen, in axialer Richtung bewegt wird, wobei die Achse der Formwalze einen festen Abstand vom Rohr aufweist derart, daß die Formungsvorsprünge im vollen Arbeitseingriff stehen, wenn sich die Formwalze am Kreuzungspunkt der Achsen mit kleinstem Abstand zueinander befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwalze in Längsrichtung ihrer Drehachse von einer Ausgangsstellung, in der die Formwalze außer Eingriff mit dem Rohr steht, in die Stellung des vollen Arbeitseingriffs bewegt und in dieser Stellung gehalten wird, während die Formwalze und das Rohr synchron um ihre Achsen gedreht werden, so daß sich das Rohr in Längsrichtung seiner Achse relativ zu der Formwalze bewegt, wobei die Formungsvorsprünge einen schraubenlinienförmigen Abschnitt des Rohres verformen, und daß die Bahn der Längsbewegung der Eingriffspunkte der Formungsvorsprünge mit dem Rohr während des Vorschubs der Formwalze in den vollen Arbeitseingriff im wesentlichen rechtwinklig zum Steigungswinkel verläuft,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsvorsprünge einen zunehmenden Durchmesser entlang der Drehachse der Formwalze haben, der vom Rohr fortgerichtet ist, wenn sich die Formwalze in der Ausgangsstellung

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befindet, so daß ein Vorsprung kleinsten Durchmessers zuerst air. Ro¹^r angreift, dem die Yorsprünge mit aufeinanderfolgend zunehmenden Durchmessern folgen.,

3. Verfahren nac^ Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwalze außer Eingriff mit dem Rohr gebracht wird, indem sie entlang ihrer Drehachse in Richtung zur Ausgangsstellung bewegt wird.

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BAD ORIGfNAL

L e e r s e i t e