DE2645771A1

DE2645771A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen rohrherstellung

Info

Publication number: DE2645771A1
Application number: DE19762645771
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Nikisch
Original assignee: NIKISCH HORST
Current assignee: NIKISCH HORST
Priority date: 1976-10-09
Filing date: 1976-10-09
Publication date: 1978-04-13
Also published as: PL201382A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen
Rohrherstellling Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von geraden und gekrümmten Rohren in praktisch beliebiger Länge und eine stationäre oder lvahlveise mobile Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei der vom RohmaterTal bis zur Gewinnung der fertigen Rohrleitung in deren Herstellung eingebrachte Energie- und Arbeitsaufwand optimal auf die einzelnen Arbeitsphasen verteilt wird. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung und Verlegung von Dränage- oder Entsorgungsleitungen aus Knnststoft.
Die kontinuierliche Herstellung praktisch endloser Rohre erfolgt z. B. bei der Herstellung von Kunststoffrohren, indem diese aus einem Extruder gewonnen werden. Der Rohrstrang muß dann jedoch aus Transportgründen in einzelne Rohrschüsse zerschnitten werden. Eine Ausnahme ist bei flexiblen Rohren möglich, die nach dem Auslauf aus dem Extruder auf eine Rohrtrommel gewickelt werden können.
Diesen bisherigen Verfahren haften in jedem Falle weselltliche Nachteile an: Die vorteilhafte Herstellung eines beliebigen Rohrstranges in der Länge der benötigten Rohrleitung wird zunichte gemacht, indem Rohrschüsse erzeugt werden, die in aufwendiger Weise am Verlegeort wieder zusammengefügt werden müssen und die obendrein praktisch nie die am Verlegeort geforderte Längenabmessung aufweisen. Insofern wäre es günstiger, die Rohrstücke in benötigter Länge von einem beliebig langen Rohrvorrat am Verlegeort abtrennen zu können. Dies führt jedoch zu einem anderen Nachteil: Die nach den bisherigen Verfahren hierfür in Frage kommenden Rohrmaterialien, die als Fertigrohr aufgewickelt und am Verlegeort ohne Schwierigkeiten abgespult werden können, sind relativ weich. Die daraus sich ergebenden Nachteile liegen z. B. in dem begrenzten Rohrdurchmesser, da die Konstruktion sich zumindest selbst tragen muß, in anderen Fällen aber zusätzlich noch den Umgebungsdruck auszuhalten hat. Es ergeben sich also auch Sinsatzbeschränkungen, die, selbst wenn sie in vielen Fällen aufgrund geringer äußerer Belastungen nicht gravierend sind, stets zu dem weitaus größten Nachteil eines Fertigrohrs führen, daß nämlich von der Rohrherstellung bis zum Verlegeort in der Hauptsache leerer Raum transportiert und hantiert wird.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Erzeugung von Fertigrohr in einem Herstellwerk allein schon wegen der unumgänglichen Transportvorgänge erhebliche Nachteile besitzt. Steife Rohre, die nicht gewickelt werden können, bringen zudem das Problem der Montage einzelner Rohrstücke.
Diese Montage ist häufig wegen der Enge der Montagestrecke schwierig und zeitraubend. Die Schwierigkeit besteht vor allem in der Herstellung der Dichtigkeit der Rohrverbindung. Da aber die Zuverlässigkeit einer Rohrleitung in erster Linie durch die Zuverlässigkeit dieser Rohrverbindungen bestimmt wird, ist es auch aus Sicherheits- wie aus Kostengründen anzustreben, die teuren Rohrverbindungselemente und deren aufwendige Anbringung bei der Montage steifer Robrleftungen gänzlich einzusparen oder zumindest weitgehend zu reduzieren.
Es ist bekannt, einen Ausweg für starre Rohrleitungen darin zu suchen, daß nur die für die Funktion der Rohrleitung wichtige Formstabilität des Rohrquerschnitts gewährleistet wird, während die Rohrachse biegsam ist. Diese Rohre (z. B. die sogenannten Wellrohre) weisen durch die Eigenart ihrer Konstruktion eine relativ hohe Flexibilität der Längsachse auf. Daher sind sie wickelbar, jedoch ist sowohl ihr Herstellverfahren als auch der Materialverbrauch für alle Arten fest eingebauter Rohrleitungen sehr kostspielig und unwirtschaftlich. Ein weiterer Nachteil ist die Welligkeit der Rohrinnenflache, die zu hohen Strömungsverlusten und großen Reinigungsproblemen führt.
Die Erfindung richtet sich ~aus diesen Gründen insbesondere auf die Verbesserung der herkömmlichen Verfahren zur Herstellung und Verlegung von starren Rohrleitungen, die aus Transport- und Hantierungsgründen nicht beliebig lang geliefert und wegen ihrer Steifigkeit nicht auf eine Rohrtronimel gewickelt werden können.
Für diese geht die herkömmliche Technik der Herstellung von Rohren zum Aufbau von Rohrleitungen davon aus, daß praktisch der gesamte Arbeits- und Energieaufwand im Herstellwerk getrieben wird. Der Grund dafür liegt vor allem in dem hohen Energiebedarf zum Auspressen bzw. zum Umformen und Schließen der Rohrform und zur Konfektionierung. - Diese Vorgänge wiederum sind nur deshalb nötig, weil die am Verlegeort herzustellende Verbindung zu einer Rohrleitung traditionsgemäß an der Stirnseite einzelner Rohrschüsse vorgenommen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, so daß die obengenannten Nachteile für den Rohrtransport und die Herstellung einer Rohrleitung beseitigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Herstellung einer Rohrleitung durch Fügen des Längsschlitzes eines um seine Längsachse gerollten vorbehandelten Materialbandes von der Stärke gleich der Wandstärke des Rohres und von einer Breite, die bis auf eine Verbindungszone gleich dem äußeren Umfang des Rohres ist, am Verlegeort erfolgt und daß zur Formung und zur bleibenden Herstellung des Rohrquerschnitts relativ geringe Energien aufgewendet werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß das Materialband im Herstellwerk exakt dimensioniert und vor der Herstellung der Rohrform so vorbereitet ist, daß es zumindest in den schwierigen Randzonen bleibend vorgeformt, z. B. entsprechend der Rohrform spannungsfrei extrudiert ist. Das so erzeugte Materialband wird danach auf eine Transporttrommel so fest aufgewickelt, daß durch das Flachdrücken der vorgebogenen#Zonen die zulässigen Matertalspannungen in diesen Bereichen nicht überschritten werden. Am Verlegeort erfährt das von der Transporttrommel abgewickelte und vorzugsweise einer Planhalteeinrichtung zugeführte Materialband vor dem Rollen in die Rohrform eine dem angewandten Fügever -fahren entsprechende Behandlung der Bandränder und die z. B. für Dränage~ zwecke erforderlichen Durchbrüche oder andere vorgesehene Behandlungen der später innen bzw. außen liegenden Oberflächen der Rohrwand#in der Bandphase, also vor dem Formen des Rohrquerschnitts. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht ferner darin, daß die kontinuierliche Einformung von Rohrkrümmern gleichzeitig mit der Rohrherstellung erfolgt.
Wesentliche Kennzeichen der Erfindung sind, daß die endgültige Rohrform beliebig weit vorfabriziert werden kann, daß jedoch vor dem Transport zum Verlegeort die Rohrwand nicht geschlossen wird. Je nach Materialart und Abmessungen des Rohres können Teilprozesse zur Formgebung und Fertigbehandlung des Materialbandes auch am Verlegeort durchgeführt werden oder es können Verfahrensschritte auf den lIerstellprozeß vorverlegt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Formung der Randzonen, die nicht ausschließlich im Herstellwerk, sondern unter besonderen Umständen ebensogut am Verlegeort durchgeführt werden kann. Bei festgelegtem Verwendtlngszweck des Materialbandes kann die Behandlirng der Rohrwand, insbesondere die für Dränagezwecke erforderliche Einbringung von Durch brüchen bereits im Herstellwerk erfolgen und ebenso wäre es möglich, bei fest vorgesehener Verbindungsart auch die Vorbereitung der Nahtzone schon bei der Herstellung des Materialbandes durchzuführen.
Aus diesen Erwähnungen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren mehrere Varianten und Ausgestaltungen des im Hauptanspruch wiedergegebenen Grundgedankens zuläßt.
Für die dauerhafte Funktionsfähigkeit der verlegten Rohrleitung ist das Vorhandensein von Materialspannungen aus dem Herstellprozeß von Nachteil. Daher sieht das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin vor, daß das hergestellte Rohr spannungsfrei gemacht und z. B. in einem thermischen Behandlungsprozeß kalibriert ender zumindest gerundet und gerichtet wird.
Dies geschieht bei einem Kunststoftrohr in der Weise, daß das Material auf eine bekannte Art auf Erweichungstemperatur erwärmt und über eine ein-oder mehrteilige Kalibriervorrichtung transportiert wird, hinter der es in spannungsfreier Kreisform abgekühlt wird und erstarrt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß zur Herstellung von Rohrleitungen mit verschiedenen Nahtarten und mit allen vorkommenden einseitig oder beidseitig angewandten Oberflächenverfahren und schließlich wahlweise mit dichter oder durchbrochener Rohrwandung nur ein Materialband produziert und bei Umstellungen auf andere Rohrdurchmesser keine Änderungen im Verfahrensablauf vorgenommen werden müssen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbaren Nahtarten können lösbare oder unlösbare Verbindungen sein. Eine lösbare Steckverbindung wird als Schnappverbindung ausgeführt, damit Belastungen der Längsnaht nicht zu einer unbeabsichtigten Lösung der Nahtverbindung führen. Eine Schnappverbindung ist besonders einfach herstellbar und daher zu bevorzugen. Sie ist für alle solche Zwecke geeignet, bei denen die Dichtigkeit der Rohrleitung nicht gefordert wird oder - wie z. B. bei Dränageleitungen - geradezu vermieden werden muß. Andererseits würde die Form einer solchen Schnappverbindung auch bei unlösbaren, vorzugsweise Klebverbindungen mit Lösungsmittelkleber oder in beschränktem Maße auch bei Schweißverbindungen infolge des zusätzlich erzielbaren Formschlusses nützlich sein. Geeignete Nahtformen sind in den Ausführungsbeispielen zu dieser Erfindung dargestellt, wobei vor allem auch auf die Möglichkeit zur einfachen kontinuierlichen Herstellung der Profile geachtet wurde.
Für die unlösbaren Verbindungen kommen allgemein sowohl Kleb- als auch Schweißverbindungen in Frage, die jedoch hier vorzugsweise so ausgewählt werden, daß sie bei geringstem Aufwand größte Zuverlässigkeit bieten.
Aus diesem Grunde werden wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt, dem einfachen Stumpfstoß ein längerer Überlappstoß oder der Keilstoß vorgesogen, die sich besonders für Ultraschallschweißung eignen. Bei der Anwendung der Überlappverbindung wird die gesamte Breite des angelieferten Materialbandes ausgenutzt oder es wird die über den Rohrumfang zusätzlich vorhandene Breite teilweise abgetrennt. Trennt man die gesamte Überlappbreite ab, erhält man den Stumpfstoß.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren sind zur Herstellung unlösbarer Rohrnähte schnellhärtende Kleber besonders gut angepaßt. Hierfür kommen vorzugsweise Lösungsmittelkleber oder Schmelzkleber in Frage und grundsätzlich alle solche, z. B. 2-Komponenten-Kleber> bei denen die Klebverbindung im Kleber hergestellt wird, während die Kleber schichten bereits fest auf den zu verbindenden Oberflächen haften. Der Auftrag des Klebers kann zu irgendeinem verfahrenstechnisch passenden Zeitpunkt erfolgen. Insbesondere sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß eine als Schweiß-oder Klebvorrichtung zu benutzende Einrichtung auf die verfahrensgemäß einander genäherten und gegenüber liegenden Nahtflächen des Rohr-Längsschlitzes gerichtet ist. Die Nahtflächen werden dann entweder z. B. durch ein Heißgas auf Schmelztemperatur des Rohrmaterials zum Verschweißen oder auf Schmelztemperatur des aufgetragenen Heißklebers zum Verkleben gebracht, oder es wird ein Lösungsmittelkleber aufgetragen.
Das Bearbeiten der Nahtzone geschieht sowohl hinsichtlich der Abmessungen des Überlappstoßes in Umfangsrichtung, also dessen Überlappungslänge, als auch hinsichtlich der Form des Stoßes entsprechend der gewünschten Nahtarten vorzugsweise durch spanlose Umformvorgänge. Es kann die Nahtzonenbearbeitung auch ganz oder teilweise spangebend erfolgen, insbesondere, wenn die vom Materialband her gebotene Überlappungslänge reduziert werden soll.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch den Vorteil aus, daß sämtliche Bearbeitungsvorgänge im Planzustand der Rohrform erfolgen. Es ist auf diese Weise möglich, Oberflächenbehandlungen, z. B.
Beschichtungen usw., nur einseitig oder auf der Innen- und Außenseite unterschiedlich vorzunehmen und dadurch unter Umständen erhebliche Einsparungen bei der Herstellung und optimale Bedingungen im Betrieb der Rohrleitung zu erzielen. Das Einarbeiten von Durchbrüchen in die Rohrwand, wie es z. B. für Drän-Rohre erforderlich ist, wird ebenfalls im Planzustand des Rohres durchgeführt,und ist damit erheblich schneller und einfacher als mit Hilfe einer Rohr-Schlitzmaschine zu bewerkstelligen. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß Bearbeitungsrückstände wie Späne, Stanzrückstände, Behandlungschemikalien usw. in der Planphase leicht und zuverlässig beseitigt werden können, so daß das fertig gerollte und geschlossene Rohr absolut sauber ist.
Ein weiteres Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein gesteuertes Eins tauchen von Rohrmaterial am fertigen Rohr in vorbestimmten Zonen des Rohrumfangs. Die Stauchebene kann auch während des Stauchvorgangs veränderbar sein, z. B. dadurch, daß die zur Durchführung des Verfahrens beschriebene Stauchvorrichtung um die Rohrachse drehbar gelagert wird.
Grundlage für die Steuerung des Stauchprozesses sind die berechenbaren relativen Volumenänderungen des gekrümmten Rohres gegenüber dem ungestörten geraden Rohr Das Verfahren erlaubt auf diese Weise die kontinuierliche Herstellung von abschnittsweise beliebig gekrümmten Rohren.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also z. B. im Einsparen gesonderter Krümmer-Bauteile und der zu ihrem Anschluß an die verlegte Rohrleitung erforderlichen Verbindungselemente und Anschließ -arbeiten.
Die Rohrkrümmungen können kreisbogenförmig sein oder eine beliebige, z. B. elliptische Krümmungskonfiguration haben, und sie können auch aus mehreren Krümmungsgeometriell sowie aus Links- und Rechtskrümniungen zusammengesetzt sein. Der Umlenkungswinkel zwischen Krümmereingarig und -ausgang ist beliebig und verfahrenstechnisch unbegrenzt. Insbesondere ist es möglich, nebeneinander liegende Rohrwindungen ähnlich denen einer Schraubenfeder zu erzeugen. Ein praktischer -Anwe,ldungsfall dafür wäre das Einbringen einer möglichst langen Rohrstrecke in ein Erdvolumen mit begrenzten Abmessungen, z. B. an der Sickerstelle einer Dränageleitung.
Nachdem das erfindungsgemäße Verfahren hinreichend beschrieben ist und seine Vorteile deutlich gemacht worden sind, wird nachfolgend die Beschreibung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gegeben, und es werden einige der obigen Ausführungen auch zeichnerisch erläutert. Es zeigen: Fig. 1: Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihren wesentlichen Bauteilen schematisch und mit in der Meridianebene weggeschnittenem Rohr.
Fig. 2: Ansicht von oben auf die Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 3: Vergrößerte Darstellung einer Schlitz-Formvorrichtung für Steckverbindung.
Fig. 4: Schnitt nach Linie I-I der Fig. 3.
Fig. :5: Schnitt nach Linie II-II der Fig. 3.
Fig. 6: Vergrößerte Darstellung einer Stauchvorrichtung, Rohr in Meridianebene weggeschnitten.
Fig. 7: Vertikalschnitt der Fig. 6 in Pfeilrichtung gesehen.
Fig. 8: Detailausschnitt der Bremsvorrichtung.
Fig. 9: Ausführungsbeispiel einer Nahtform für lösbare oder unlösbare Rohrnaht.
Fig. 10: Ausführungsbeispiel von Nahtformen für unlösbare Rohrnähte.
Fig. 11: Vorgeformtes, auf eine nicht dargestellte Trommel gewickeltes Materialband.
Das gemäß Fig. 11 auf eine Trommel aufgewickelte Materialband 1 tritt in der durch Pfeil 23 gekennzeichneten Bewegungsrichtung nach dieser Fig. 11 und weiter nach Fig. 1 und 2 in die Vorrichtung ein. Das Band passiert dabei eine Justiervorrichtung 2, bestehend z.B. aus einer Anschlagwalze 21 und einem federbelasteten Gleitschuh 22. Eine mit einem nicht dargestellten Antrieb versehene Planhalteeinrichtung 3, bestehend aus zwei Walzenpaaren 31/32 und 33/34, legt die Bearbeitungsebene des Materialbandes fest und bildet zwischen den Walzenpaaren die Bearbeitungszone 8, für die in Fig. 2 beispielhaft die nachfolgend beschriebenen Bearbeitungsmöglichkeiten eingesetzt sind.
Zur Herstellung von durchbrochenen Rohrwänden ist in einem Rahmen 4 eine Stanzwalze 5 drehbar gelagert, die durch eine nicht dargestellte Einrichtung in die Bandebene abgesenkt werden kann und auch z. B. durch eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung ersetzt werden kann. Zur Bearbeitung des Materialbandes ist ferner eine Station 6 vorgesehen, bestehend aus einem eigenen Antriebsmotor 7 und einer Welle mit einer Aufnahmevorrichtung, die den Austausch de s Be des Bearbeitungswerkzeuges gestattet. In Fig. 2 ist beispielhaft ein Bearbeitungswerkzeug 9 zur Vorbereitung einer Stumpf-Schweißnaht gezeichnet, mit dem die bei dieser Nahtart überflüssige Überlapp-Zugabe der Materialbandbreite abgetrennt wird.
In Fig. 2 ist ferner dargestellt, daß sich im Wirkungsbereich des Walzenpaares 31/32 eine Bearbeitungsstation 10 befindet, deren Funktion weiter unten beschrieben wird, und die in Fig. 2 in ausgerückter Lage gezeichnet ist. Die Einkerbung 11 ist in beiden Walzen des Paares 31/32 vorhanden und dient zur Aufnahme des.unter der Wirkung der eingerückten Vorrichtung 10 entstehenden Materialwulstes; Das Materialband wird durch die korbartig und mit zunehmender Annäherung an die Rohrform ausgebildeten Führungseinrichtung 12 geführt, die hier durch Führungsstäbe 121, 122 und 123 gebildet wird. Nach Verlassen dieser Führungseinrichtung ist das Materialband fast völlig zur Rohrform umgewandelt, wird jedoch am Schließen der Längsnaht durch eine Zentrierplatte 13 gehindert. Die Bedeutung der Zentrierplatte liegt vor allem in der Verhinderung einer unkontrollierten Verdrehung der Nahtzone z. B. auf Grund ungleichförmiger Spannungsverteilung im Materialband oder ungleichmäßiger Führung in der Vorrichtung 12. Die Zentrierplatte 13 besitzt außerdem einen oder mehrere Bohrkanäle 131 mit Zuführungen 132, durch die ein zur Verbindung der Längsnaht vorgesehenes Medium wie z.R. Heißgas oder Klebmittel gedrückt werden kann. Das Verbindungsmedium wird aus einer Düse 133 in einem auswechselbaren Einsatz 134 in die Verbindungszone 14 der Rohrnaht gepreßt. Eine andere, insbesondere für leichtflüssige Lösungsmittelkleber besser geeignete Einrichtung sieht vor, daß der auswechselbare Einsatz 134 anstelle der Düse einen Docht besitzt, der mit der Klebzone 14 in direktem Oberflächenkontakt steht und so die zu verklebenden Oberflächen benetzt.
Die Niveau-Justierung der beiden Nahtränder erfolgt durch die mitlaufende Druckrolle 135, die über den Arm 136 an die Zentrierplatte 13 angeschlossen ist. Diese Druckrolle 135 wirkt gegen eine äußere Druckvorrichtung 15, bestehend aus den gleichen, jedoch um 90 o versetzten Vorrichtungsteilen 151 und 152, in denen in Fig. 2 teilweise sichtbar dargestellte Druckglieder 155 angeordnet sind, die hier beispielhaft die Gestalt von Schraubenfedern haben und Zapfen 153 besitzen, die in den Backen 154 drehbar gelagert sind. Dadurch verhält sich das Druckglied 155 ähnlich wie eine biegsame Welle. Die durch Pfeile 156 versinnbildlichte Tangentialkraft, die von den Druckgliedern auf die Rohroberfläche übertragen wird, ruft eine Preßkraft in Rohr-Umfangrichtung und damit eine für das Verfahren wesentlichen Schließkraft senkrecht #ur Nahtoberfläche hervor.
In Fig. 1 und 2 ist weiterhin eine Stauchvorrichtung 18 eingezeichnet, die außerdem in den Fig. 6 und 7 vergrößert dargestellt ist. Ein weiteres Detail dieser Stauchvorrichtung zeigt Fig. 8. Die Stauchvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei gegeneinander und gemeinsam gegen eine Bremsvorriditung arbeitenden Rollenpaaren 161/162 bzw. 163/164 und zwei gleichen Bremseinrichtungen 165. Diese Vorrichtungsteile wirken auf folgende Weise zusammen: Die äußeren Rollen 162 bzw. 164 der Stauchvorrichtung 16 werden von zwei getrennten Motoren angetrieben, die über eine Steuereinrichtung 168 sowohl untereInander als auch mit dem Antriebsmotor der Planhalteeinrichtung 3 drehzahlgesteuert gekoppelt sind. Hierzu dienen Drehzahlaufnehmer und Steuerleitungen 167. Die zusammenwirkenden Rollen transportieren das fertiggestellte Rohr aus der gesamten Vorrichtung und drücken es dabei gegen eine zweiteilige Bremseinrichtung 165, deren Bremswirkung von außerhalb der Vorrichtung und in beiden Teilen unabhängig geregelt werden kann.
Diese Regelung geschieht dadurch, daß (Fig. 8) eine der Rohrform angepaßte Expansionsröhre 1651 mit einem Druckmedium beaufschlagt wird, welches dieser durch den Zuführkanal 1654 über den Verteiler 1653 und die Zuführung 1652 zugeleitet wird. Mit Hilfe einer an sich bekannten geeigneten Ausbildung der Expansionröhre kann konstruktiv eine gleichmäßige Anpressung und damit gleichmäßige Bremswirkung auf die Rohrwand 1 erzeugt werden. Die Bremswirkung ist dabei nur auf etwa 1/2 des Rohrumfangs beschränkt. Durch Zusammenwirken der um 180 ° gedreht angeordneten Teile der zweiteiligen Bremsvorrichtung 165 kann somit wahlweise, sowie unabhängig und kontinuierlich einstellbar eine Bremsung im Bereich des Rollenpaares 161/162 und/oder des Paares 163/164 hervorgerufen werden.
Dadurch krümmt sich das Rohr in Richtung der stärker angezogenen Bremse, wobei das Niveau der Bremskraft den Krümmungsradius und die Dauer der Einschaltung den Krümmungswinkel bestimmen.
Wie aus Fig. 7 für das Rollenpaar 161/162 deutlicher zu erkennen ist und entsprechend für das Rollenpaar 163/164 gilt, ist die Stärke der zu erzielenden Rohrkrümmung (Krümmungsradius) abhängig von der Gestaltung der äußeren Transport- und der inneren Druckrollen: Für die Stauchung steht maximal der vom Rohr-Wandquerschnift nicht ausgefüllte Raum 1611 zwischen einem Rollenpaar zur, Verfügung. Es ist erfindungsgemäß unerheblich, ob sich dieser Raum wie in Fig. 7 in das Innere des Rohrs erstreckt oder - durch entsprechend geänderte Formgebung der Außeiirolle - nach außen gelegt wird. In beiden Fällen arbeitet die Vorrichtung so, daß das Rohr im Bereich 1622 und 1642 erfaßt wird. Diese Bereiche sind definiert als die Zone, in der der Spalt zwischen den Rollen von der ungestauchten Rohrwandstärke ausgefüllt wird. Diese Zone befindet sich erfindungsgemäß in der Nähe der "neutraien Faser", also der Zone des Rohrs, die bei der Herstellung eines Krümmers nur gebogen und nicht gestaucht oder gedehnt wird.
Zum Antrieb der Stauchvorrichtung befindet sich in den äußeren Transportrollen eine Bohrung 1621 bzw. 1641 zur Aufnahme einer Motor-Antriebswelle. Bei Antrieb der Transportrollen wird das Rohr im Bereich 1622 und 1642 erfaßt und in Richtung auf die Bremseinrichtung 165 gedrückt. Dabei sind folgende Arbeitsweisen möglich: Bei gleicher, über die Steuereinrichtung 168 abgeglichener Geschwindigkeit der Rollen 162 und 164 und nicht eingeschalteter Bremseinrichtung arbeitet die Vorrichtung 16 als Abzugsvorrichtung, und die gesamte Vorrichtung produziert ein gerades Rohr.
Bei Einschaltung der Bremseinrichtung 165 in einer der oben beschriebenen Einstellungsmöglichkeiten wird in einer anderen Arbeitsweise durch die gegen die Bremswirkung erzwungene Förderung von Wandmaterial ein Materialstau hervorgerufen, der das Rohr in gewünschter Richtung und Stärke krümmt.
Um die Stauchung des Rohrmaterials zu erleichtern, kann bei thermoplastischen Kunststoffen eine Heizeinrichtung 17 (Fig. 1) eingeschaltet werden. Diese Heizung ist auch bei der Produktion von geraden Rohren vorteilhaft anzuwenden, da mit ihrer Hilfe Materialspannungen abgebaut und das Rohr durch leichten Kontakt mit den Bremsröhren 1651 gerundet und gerichtet werden kann. Am Ausgang der Vorrichtung 16 befindet sich eine Kühlvorrichtung 18, die z. B. als Ringdüse mit Auslässen für Kühlluft ausgeführt ist.
Durch das Zusammenwirken der beschriebenen Vorrichtungsteile ist es möglich, ein spannungsfrei kalibriertes Rohr herzustellen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Haltekonstruktion 169 (Fig. 6), die zur Lagerung der Druckrollen 161 und 163 dient, an einem nicht dargestellten Ausleger befestigt sein, der parallel zur Rohrachse verläuft und um diese drehbar ist. Durch gleichartige Verdrehung der Transportebene, gegeben durch die Rollen 162 und 164, ist es wie im Verfahrensteil beschrieben möglich, die Stauchebene kontinuierlich zu verändern und damit auch räumliche Rohrkrümmer herzustellen.
Für bestimmte Anwendungszwecke, z. B. der beschriebenen Herstellung einer schraubenförmzgen Rohrschlange kann es zweckmäßig sein, eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung erfindungsgemäß so vorzusehen, daß der Kopf der Vorrichtung um eine Achse senkrecht zur Stauchebene drehbar oder die gesamte Vorrichtung frei beweglich, insbesondere fahrbar gestaltet wird.
In Fig. 1 und 2 ist weiterhin eine Nahtprüfeinrichtung 19 dargestellt, die in an sich bekannter und beliebig festlegbarer Weise eine zerstörungsfreie Prüfung der ordnungsgemäßen 11er stellung der Rohrnaht vornimmt. Als solche Einrichtung eignet sich für Schweiß- und Klebenähte vorzugsweise eine Ultraschall-Prüfeinrichtung. Unregelmäßigkeiten in der Rohrnaht können über bekannte, nicht dargestellte Registrier- und Signaleinrichtungen der Bedienungsperson gemeldet oder direkt zur Auslösung von Reaktionsvorgängen verarbeitet werden. Bei Steckverbindungen kann anstelle dieser Prüfeinrichtung auch eine visuelle Inspektion der Rohrnaht genügen.
Den Abschluß der Vorrichtung bildet eine Trennvorrichtung 20 in bekannter Bauweise, von genügend großem Wirkbereich und mit Hilfe einer nicht dargestellten Einrichtung in den Rohrquerschnitt absenkbar, zum Abtrennen maßgerechter Rohrabschnitte.
Weitere Einzelheiten der Vorrichtung sind in den nachfolgend beschriebenen Figuren 3, 4, 5, 9 und 10 dargestellt: Fig. 3 ist die Ansicht der Vorrichtung 10 zur Herstellung des Innenprofils einer Steckverbindung nach Fig. 9. Wie zusammen mit den nach den Schnittlinien I-I bzw. II-II der Fig. 3 geflihrten Schnitte der Figuren 4 und 5 ersichtlich, läuft ein flexibles Profilband 107 über drei Profilrollen 102, 103 und 109.
Diese Rollen sind mit Zapfen 104, 105 bzw. Welle 106 in einer Montageplatte 101 gelagert, die an einer nicht dargestellten Einrückvorrichtung befestigt ist, wodurch die Vorrichtung 10 in die Flanke des Materialbandes 1 gedrückt werden kann. Das Profilband wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor über Welle 106 und Profilrolle 102 in Umlaufbewegung gesetzt. Dabei nimmt es verschiedene, in Fig. 4 und 5 in zwei Extremlagen gezeichnete Orientierungen an. Die Formgebung des Innenprofils wird durch die Formung in der Schnittebene I-I bestimmt. Während sich das Profilband in der durch Pfeil 24 markierten Richtung in das in Richtung Pfeil 23 vorbeigeführte Materialband 1 einschneidet, wird es unter Drehung in die Lage der Fig. 5 aus dem geformten Spalt herausgeführt. Zur Erleichterung des Formvorgangs kann das Band 107 bei thermoplastischem Material durch eine Heizeinrichtung 108 erwärmt werden. Die Wirkung dieser Heizeinrichtung kann jedoch ersetzt werden durch Reibungserwärmung des Bandes, die einerseits infolge seiner ständigen Umorientierung aus der damit verbundenen Umformenergie entsteht, andererseits auch durch Materialreibung erzeugt werden kann, indem das Band mit einer gegenüber der Geschwindigkeit des Materialbandes 1 stark überhöhten Geschwindigkeit angetrieben wird.
Durch passende Anordnungsgeometrie der Rollen 102 und 103 zur Rolle 109 können optimale Bedingungen für das Ein- und Auslaufen des Profilbandes geschaffen werden.
Fig. 9 stellt ein Ausführungsbeispiel einer mit der Ausführung der Schlitz-Formvorrichtung nach Fig. 3 hergestellten Steckverbindung dar. Das vom anderen Materialrand ausgeformte Einsteckprofil wird im unteren Teil durch Aufsetzen eines Profilrades anstelle des Bearbeitungswerkzeuges 9 (Fig. 2) gewonnen. Die (in Fig. 9) obere Profilhälfte wird durch eine Gegenrolle 91 mit entsprechendem Profil hergestellt. Das Einsteckprofil wird vorzugsweise durch Warmwalzen des Einsteckrandes erzeugt. Zu dem Zweck können die Profilrollen und die Gegenrolle 91 in bekannter Weise beheizt sein. Die dargestellte Nahtform eignet sich ebenfalls zum Verschweißen und unter gewissen Einschränkungen auch zum Verkleben der Rohrnaht.
Fig. 10 stellt zwei Ausführungsbeispiele für Schweiß- und Klebverbindungen dar. Die hierzu erforderliche Bearbeitung der Ränder des Materialbandes kann wahlweise spangebend oder durch spanlose Warm-Umformung mit in bekannter Weise ausgeführten Formrollen erfolgen. Die Bearbeitung wird erfindungsgemäß im Planzustand des Materialbandes 1 und vorzugsweise innerhalb des Planbereichs der Bearbeitungszone 8 durchgeführt.
Fig. 11 ist eine idealisierte Darstellung des erfindungsgemäß vorbehandelten Materialbandes 1, das in der durch Pfeil 23 angegebenen Richtung in die Vorrichtung nach Fig.lund 2 einläuft. In Fig. 11 ist die Vorformung der Randzonen erkennbar, wodurch sich das Band während des Abwickelns von einer nicht dargestellten Trommel aufwölbt. Die Abwickelvorrichtung ist in ihrer technischen Realisation mit Zusatzeinrichtungen, z.B. Ablaufbremsen versehen, die ein unkontrolliertes Abwickeln des Bandes verhindern. Im übrigen kann dieser Teil der Vorrichtung nach den für solche .Abrollvorrichtungen geltenden technischen Regeln frei gestaltet werden.
/ Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von geraden und gekrümmten Rohren, insbesondere von Kunststoffrohren, aus einem Materialband von der Stärke gleich der Wandstärke des Rohres und von einer Breite, die bis auf eine Verbindungszone gleich mit dem äußeren Umfang des Rohres ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Rohrleitung oder des Rohrabschnittes durch Fügen eines Längsschlitzes des um seine Längsachse gerollten Materialbandes am Verlegeort erfolgt, daß das Materialband zumindest in den Randzonen die endgültige Rohrform besitzt und von einer Transporttrommel abgespult wird, auf die das so gebogene Materialband unter Beachtung der zulässigen Materialspannun gen zu Transportzwecken aufgewickelt ist, daß vor dem Rollen in die Rohrform eine dem angewandten Fügeverfahren entsprechende Bearbeitung der Bandränder und die Bearbeitung der Rohrwandung oder deren Oberflächen erfolgt, und daß während der Rohrherstellung Stauchvorgänge zur kontinuierlichen Änderung der Rohrlängsachse zugeschaltet werden können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Rohrform auf dem gesamten Umfang vorfabriziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialband ganz oder teilweise zusammen mit seiner Herstellung geformt und fertig behandelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorfertigung der Rohrform und/oder die Formgebung zur Herstellung der Nahtverbindung arn Verlegeort erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Rohr spannung#sfrei kalibriert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahtverbindung eine lösbare Steckverbindung ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahtverbindung eine unlösbare Kleb- oder Schweißverbindung ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein Lösungsmittelkleber ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein Schmelzkleber oder ein Zweikomponenten-Kleber ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mit der Herstellung des Materialbandes aufgetragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen und die Formgebung der Randzone durch einen Umformprozeß spanlos erzeugt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen und die Formgebung der Nahtzone durch einen Zerspanvorgang erzeugt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem Bilden der Rohrform erfolgende Bearbeitung der Rohrwand im Erzeugen von Durchbrüchen z.B. für Dränagezwecke besteht.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung des Rohres die Rohrachse in einer Ebene oder in mehreren Ebenen kontinuierlich gekrümmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekelmzeichnet, daß die Krümmung der Rohrachse durch gesteuerte Stauchprozesse der Rohrwandung erzeugt wird.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von geraden und gekrümmten Rohren, gekennzeichnet durch eine Aufnahmevorrichtung für eine mit dem!zur Rohrherstellung dienenden Materialband (1) gefüllte Transporttrommel, eine Justierstation (2), eine Planhalteeinrichtung (3), eine plane Bearbeitungszone (8) mit Bearbeitungseinrichtungen (5, 6, 10), Führungen in einer Führungseinrichtung (12) zur Erzeugung der Rohrform, eine Druckvorrichtung (15) zur Erzeugung von Naht-Schließkräften und Anpreßdrücken auf die Nahtflächen, eine Schweiß- oder Klebeinrichtung (13), eine um die Rohrlängsachse drehbare Staucheinrichtung (16), eine Auflleizeinrichtung (17) und eine Kühleinrichtung (18) zur Warmbehandlung des Rohrmaterials, eine Naht-Prüfeinrichtung (19), eine Rohr Trennvorrichtung (20), sowie Antriebs-und Energievers orgungs einrichtungen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtungen im Bereich der Planhalteeinrichtung liegen.
18. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung eine absenkbare rotierende Stanzeinrichtung (5) zur Herstellung von Durchbrüchen in der Rohrwand enthält.
19. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 und 17 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 11 oder 12, gekennzeichnet durch Einzel-Einrichtungen zum Antrieb von auswechselbaren Bearb eitungswerkzeugen zur Bearbeitung der Randzonen oder einer oder beider Oberflächen des Materialbandes (1).
20. Vorrichtung nach Anspruch i9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung mit gegeneinander arbeitenden beheizbaren Profilrollen für den Einsteckteil und mit einer beheizbaren oder Reibungswärme entwickelnden Formrollen-Profilband-Kombination (10) für das Schlitzprofil erfolgt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Zentriereinrichtung (13), die mit geschlossenen Kanälen (132) und einer Austrittsöffnung (133) für einen Wärmeträger oder ein Klebmittel versehen und so angeordnet ist, daß der austretende Strom auf die gegenüber liegenden Nahtflächen (14) des Rohr-Längsschlitzes gerichtet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (15) zur Erzeugung von Waht-Schließkräften und Anpreßdrücken elastische Glieder (155) enthalten, die sich der Rohrform anpassen und einen im wesentlichen tangentialen Schließdruck erzeugen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Staucheinrichtung (16) aus zwei gegenüber liegenden Rollenpaaren'(161/162 und 163/ 164) besteht, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden können, um die zwischen ihnen laufenden Rohrzonen zu stauchen und eine in ihrer Ebene liegende Krümmung der Rohrachse zu erzeugen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch#gekennzeichnet, daß die Staucheinrichtung (16) um die Rohrachse drehbar ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ganz oder teilweise um eine Achse senkrecht zur Stauchebene unbegrenzt drehbar gelagert oder fahrbar ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kalibriereinrichtung (165) zum spannungsfrei Runden und Richten des Fertigrohrs enthält, welche Teil der Staucheinrichtung (16) ist und dem Innendurchmesser des Fertigrohrs beliebig angepaßt werden kann und mit einer ringförmigen Aufheizeinrichtung (17), die die Rohrwand von innen bis zum Übergang in einen plastischen Zustand erwärmt, sowie mit einer nachgeschalteten Kühlvorrichtung (18) zusammenwirkt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Nahtprüfung (19) zerstörungsfrei, insbesondere mit Ultraschall arbeitet.