DE2647994C2

DE2647994C2 - Verfahren zum Formen schraubenförmig gewellter Rohre

Info

Publication number: DE2647994C2
Application number: DE2647994A
Authority: DE
Inventors: Robert W. 06517 Hamden Conn. Perkins
Original assignee: SPIRAL TUBING CORP NEW BRITAIN CONN US; Spiral Tubing Corp New Britain Conn
Current assignee: Thermodynetics Inc Windsor Conn Us
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1982-07-29
Also published as: US4059004A; DE2647994A1; JPS5325830B2; JPS52100361A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schraubenförmig verlaufenden Wellungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem solchen aus der US-PS 35 33 267 bekanntgewordenen Verfahren muß vor dem Beginn des Verdrehvorganges in einem getrennten Arbeitsgang mittels besonderer von der Verdrehmaschine unabhängiger Werkzeuge dafür gesorgt werden, daß an einem glatten Rohrende besondere radiale Verformungen hergestellt werden, um Ausgangspunkte für die Wellen zu schaffen. Diese Vertiefungen müssen als bleibende plastische Verformungen ausgeführt sein, um während der Oberführung des Rohres in die Verdrehmaschine eine Röckverformung auszuschließen. Die s dauerhafte Verformung hat eine örtliche Schwächung der Rohrwand zur Folge mit sichtbaren Markierungen und Ungenauigkeiten beim Ausgangspunkt der Wellungen.
Aus der US-PS 37 07 084 ist auch schon ein

ίο einstufiges Verfahren zum Herstellen gewellter Rohre bekanntgeworden. Hier wird das zu verformende Rohr nicht selbst verdreht, sondern es werden mittels eines besonderen ständig umlaufenden, sich in Längsrichtung des Rohrs mittels einer Leitspindel bewegenden

is Formwerkzeuges nach Art einer Gewindeklappe durch radial gerichteten Druck die Wellungen am Rohr erzeugt Hier findet also keine schraubenförmige Verformung statt, sondern eine spanlose Bearbeitung, solange das Werkzeug in Eingriff mit dem Rohr fortbewegt wird.

Ausgehend von dem durch die US-PS 35 33 267 bekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes, kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung solcher schraubenförmig gewellter Rohre anzugeben, das zudem sicherstellt, daß die Wellungen auf ihrer gesamten Länge vollkommen gleich ausgestaltet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Bei diesem Verfahren ist eine bleibende Verformung der Rohrwand an den Ausgangsstellen der Wellungen nicht mehr notwendig. Wenn ein radial zur unverformten Rohrwand gerichteter Druck mit dem Beginn des Verdrehens und der axialen Druckanwendung ausgeübt wird, dann wird die Rohrwand durch die vereinigten Spannungen an den örtlich bestimmten Bereichen vorübergehend ausreichend geschwächt, so daß die Wellungen sich gleichmäßig entwickeln und entlang dem Rohr bei weiterem Verdrehungs- und Axialdruck fortpflanzen.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Drillmaschine zum schraubenförmigen Wellen eines Rohres, wobei entlang einem Teil des Rohres verlaufende Wellungen dargestellt sind;

so F i g. 2 eine teilweise Schnittansicht des Spindelstocks und des Reitstocks der Maschine nach F i g. 1 sowie Einzelheiten des Spannfutters des Reitstocks zur Erzeugung örtlichen Drucks auf die Rohrwand zu Beginn des Drill Vorganges;

F i g. 3 eine axiale Ansicht des Reitstocks entlang der Linie 3-3 in F i g. 2;

Fig.4 eine teilweise Schnittansicht des Reitstocks entsprechend Fig.2, wobei nach Beginn des Drillvorganges in das Rohr eingeformte Wellungen dargestellt sind.

Das Verfahren zur Herstellung von schraubenförmig verlaufenden Wellungen an einem zylindrischen Rohr wird in einer in F i g. 1 dargestellten Drehbank 10 durchgeführt Die Drehbank hat einen fest mit einem Maschinenrahmen 14 verbundenen Spindelstock 12 und einen mit Hilfe von Führungen 18 auf dem Rahmen 14 angebrachten Reitstock 16, so daß der Reitstock 16 zum Spindelstock 12 hin und von diesem weg verschoben

werden kann. Die Bewegung des Reitstocks 16 wird durch einen Zylinder 20 geregelt, der an dem Rahmen 14 befestigt ist und eine bewegliche, mit dem Reitstock 16 verbundene Kolbenstange 22 aufweist Ein Steuerventil 24 regelt den Zufluß eines hydraulischen oder pneumatischen Fluids zum Zylinder 20, und das Ventil kann mit Hilfe eines Handgriffs 26 gesteuert werden; es kann aber auch eine automatische Steuerung vorgesehen sein.

Der Spindelstock 12 hat ein drehbares Spannfutter 30 <.o mit einer Vielzahl von Klemmbacken 32, die ein Rohr T ergreifen und es um seine Längsachse herum drillen, um die gewünschten Wellungen zu bilden. Der Reitstock 16 hat ein nicht-drehbares, axial zu dem drehbaren Spannfutter 30 ausgerichtetes Spannfutter 34 mit einer Mehrzahl von Klemmbacken 36 zum Ergreifen des zugeordneten Endes des Rohres T. Vorzugsweise begrenzen der Spindelstock 12 oder der Reitstock 16 oder beide eine offene Bohrung, so daß das Rohr T durch den Spindelstock oder den Reitstock hindurch eingesetzt werden kann.

Wenn das Rohr Tin die Drehbank 10 eingesetzt ist, wird ein Dorn 40 in das Rohr eingeführt, wie in F i g. 2 und 3 dargestellt ist, der einen Durchmesser hat, der geringer ist als der Innendurchmesser des Rohres, und zwar über im wesentlichen seine gesamte Länge, mit Ausnahme eines vergrößerten Endteils 42, das einen dem Innendurchmesser des Rohres im wesentlichen gleichen Durchmesser hat Der vergrößerte Teil 42 wird in den mit den Klemmbacken 36 in Eingriff stehenden Rohrteil eingesetzt und verhindert, daß Wellungen in dem belasteten Teil der Rohrwand entstehen, in dem der vergrößerte Dornteil 42 liegt. Der verbleibende Teil des Dorns mit dem verringerten Durchmesser begrenzt die radiale Tiefe der sich während des Drillvorganges bildenden Wellungen. Das andere Ende des Dorns gegenüber dem vergrößerten Teil 42 wird mit Hilfe einer Buchse 44 koaxial innerhalb des Rohres gehalten. Die Buchse 44 ermöglicht es, daß der Dorn relativ zum Spindelstock 12 gleitet, wenn der Reitstock 16 während des Drillvorganges axial zum Spindelstock hin bewegt wird. Die Buchse 44 ist jedoch nicht wesentlich, da die in dem Rohr während des Drillvorganges geformten Wellungen die Neigung haben, sich koaxial zu entwickeln.

Klemmbacken 36 dienen dazu, einen örtlichen, radialen Druck in um die Rohrachse verlaufenden, in Abstand voneinander liegenden Bereichen auf der Außenseite des Rohres zu erzeugen; deshalb ist jede der Klemmbacken 36 mit einer Nase 50 versehen, die sich gegen die Rohrwand anlegt und für radial nach innen gerichteten Druck sorgt, wenn die Klemmbacken über dem Rohr geschlossen werden. Jede der Klemmbacken hat außerdem ein Fußteil 52 mit einem wesentlich breiteren Oberflächenbereich als die Nase 50, der als 5s Haupt-Eingriffselement jeder Klemmbacke zum Hemmen der Drilldrehung des Rohres innerhalb des Spannfutters 34 dient. Die Nasen 50 stehen vorzugsweise radial nach innen geringfügig weiter vor als die Fußteile 52 und haben eine wesentlich kleinere Angriffsfläche am Rohr als die Fußteile, um örtlichen Druck und Belastung der Rohrwand zu gewährleisten. Aufgrund des nach innen gerichteten, durch die Nasen 50 ausgeübten Drucks entwickelt sich während der Drillung des Rohres zwischen zwei Einkehlungen von jeder der Nasen aus eir Tal. und ein Scheitelpunkt jeder Einkehlung wächst axial »?n: Rohr aus entlang einer schraubenförmigen Bahn, die von Punkten auf halbem Wege zwischen jeder der Klemmbacken ausgeht Auf diese Weise entspricht jeder der örtlich unter Druck stehenden Bereiche einer axial entlang dem Rohr wachsenden Einkehlung.

Aus F i g. 2 ergibt sich, daß der vergrößerte Teil 42 des Dornes 40 mit dessen verringerten Teil an einer axialen Stelle des Rohres nahe den unter Druck stehenden Bereichen und zwischen den Nasen 50 und den Fußteiien 52 zusammenkommt Da der vergrößerte Teil 42 im wesentlichen mit seinem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, wird das Anwachsen der Einkehlungen aufgrund der Nasen 50 in dem Drillteil der Rohrwand zwischen den Nasen und den Fußteilen 52 erschwert. Dementsprechend ist das Anwachsen axial von dem nicht-drehbaren Einspannfutter 34 weg zu dem drehbaren Einspannfutter 30 hin gerichtet

F i g. 4 veranschaulicht die axial vom Spannfutter 34 weg wachsenden Einkehlungen während des fortgesetzten Drillens des Rohres. Es ist auch festzustellen, daß die von den Nasen 50 erzeugten Drücke verringert werden können und daß während der Bildung der Einkehlungen eine Lösung der Nasen aus der Rohrwand stattfinden kann. Eine solche Ablösung oder Loslösung hat keinen Einfluß auf die fortschreitende Entwicklung der Einkehlungen entlang dem Rohr, wenn einmal das Anwachsen der Einkehlungen eingeleitet worden ist, da das Anwachsen an einer Stelle entlang dem Rohr von der Schwächung und Verformung der Rohrwand an einer direkt daneben liegenden Stelle eher abhängt als von der Schwächung an der Stelle, wo die Einkehlungen eingeleitet wurden. Es ist ebenfalls festzustellen, daß der Teil des Dornes 40 mit verringertem Durchmesser die radial nach innen verlaufende Verformung begrenzt, so daß die Tiefe der Einkehlungen entlang der Länge des Rohres gesteuert wird.

Nachdem die Wellungen in das Rohr eingeformt worden sind, sind der Dorn 40 und das Rohr häufig fest aneinander gepreßt, was ein Entfernen des Dorns verhindert oder hemmt Um den Druck zu lösen, wird das Rohr bis zu einem gewissen Grad aufgedreht, indem beispielsweise ein Ende des Rohres relativ zum anderen entgegen der zur Formung der Wellungen dienenden Richtung gedreht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von schraubenförmig verlaufenden Wellungen an einem verformbaren, zwischen einem ortsfest gehaltenen, drehbaren und einem verschieblichen, undrehbaren Futter eingespannten Rohrstück durch Verdrehen des einen Endes des Rohrstücks um die Rohrachse relativ zu seinem anderen Ende unter gleichzeitigem Aufbringen eines axial gerichteten Drucks auf das Rohrstück während des Verdrehens, so daß die Wellungen in axialer Richtung entlang einer ausgewählten schraubenförmigen Bahn in der vorzugsweise zylindrischen Rohrwand sich entwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß durch das undrehbare Futter an um das Rohrstück herum verteilten Bereichen örtlicher, radial zur unverformten Rohrwand gerichteter, deren Verformungswiderstand vermindernder Druck mit dem Beginn des Verdrehens und der axialen Druckanwendung ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche radiale Druck an auf dem Außenumfang der Rohrwand verteilten Bereichen zur Rohrachse hin gerichtet ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von schraubenförmig verlaufenden Wellungen an einem verformbaren Rohrstück mit kreisrundem Querschnitt, wobei in das Rohrstück ein zylindrischer Dorn mit einem ersten kreisförmigen Teil und mit einem zweiten Längsteil von gegenüber dem ersten Teil verringertem Durchmesser, der um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als der Rohr-Innendurchmesser, eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche Druck an auf dem Umfang der Rohrwand verteilten Bereichen an einer axialen Stelle des Rohrstücks, die sich über dem im Durchmesser verringerten zweiten Teil des Doms befindet, erzeugt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das undrehbare Futter (34) mit KJemmbakken (36) ausgestattet ist, die ein das Rohrstück (T) festklemmendes Fußteil (52) und mit axialem Abstand zu diesem im Bereich ihrer freien Enden radial einwärts gerichtete Nasen (50) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche der Nasen (50) im Vergleich zu derjenigen des Fußteils (52) kleiner ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche der Nasen näher zur Rohrachse liegt als diejenige des Fußteils.