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Verfahren und Vorrichtung zur ller-
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stellung von Schlitzbrückon-Filterrohren Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zur llerstellung von Schlitzbnicken-Filterrohren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Schlitzbrücken-Filterrohre sind Rohre, die für Filter-bzw. Entwässerungszwecke
eingesetzt werden. Sie bestehen in der Regel aus streckfähigen ~metallen und weisen
in ihren Wandungen Uffnungen auf, über die beispielsweise das die Rohre umgebende
Erdreich entwässert wird. Um ein Eindringen des die Rohre umgebenden Erdreiches
in die oeffnungen zu verhindern, sind diese so ausgebildet, daß Teile der Rohrwandung
gegenüber der übrigen Rohrwandung radial nach außen versetzt angeordnet sind, wobei
diese Teile brücken artig mit dem übrigen Teil der Rohrwandung verbunden sind. Die
Uffnungen sind dabei seitlich zwischen den brückenartigen Teilen und der übrigen
Rohrwandung ausgebildet.
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Bei einer häufig zur Anwendung gelangenden Ausführungsform wird eine
Schlitzbrücke durch mehrere, beispielsweise drei, radial äußere Rohrwandabschnitte
gebildet, die untereinander und mit der übrigen Rohrwandung durch geneigte Stegabschnitte
verbunden sind. Bei dieser
Ausführungsform sind somit pro Schlitzbrücke
drei radial vorstehende und axial zueinander ausgerichtete Abschnitte vorgesehen,
wobei jedem vorstehenden Abschnitt zwei seitliche Oeffnungen zugeordnet sind. Bei
einer weiteren Ausführungsform wird eine Schlitzbrücke durch sechs von derartigen
radial vorstehenden Abschnitten gebildet, die jeweils paarweise in Umfangsrichtung
nebeneinander angeordnet# sind. Weitere Ausführungsformen sind naturgemäß ebenfalls
möglich.
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Die Erfindung betrifft die Herstellung von derartigen Schlitzbrücken-Filterrohren,
wobei sie in bezug auf die Form der Schlitzbrücken bzw. Rohre keinen Beschränkungen
unterliegt.
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Es ist bekannt, solche Schlitzbrücken-Filterrohre so herzustellen,
daß die Schlitzbrücken in Blechtafeln eingedrückt werden, was beispielsweise mittels
Exzenterpressen geschehen kann. Die Tafeln werden dann zu Rohren gerollt, welche
verschweißt werden. Dieses bekannte Herstellungsverfahren hat den Nachteil, daß
beim Rollen der Rohre Verformungen der bereits gedrückten Schlitzbrücken möglich
sind, was ggf. sogar zu einen Verschließen der hergestellten Rohröffnungen führen
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen
Art zur Verfügung zu stellen, das in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Herstellung
von besonders formgenauen Schlitzbrücken-Filterrohren ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit von der bekannten Lehre
der Einprägung der Schlitzbrücken in Blechtafeln abgewichen, und es werden die Schlitzbrücken
in das Rohr selbst eingeprägt. Dies wird über Schneidwerkzeuge erreicht, die vom
Rohrinneren her radial nach außen gegen die Rohrwand gepreßt werden und dabei entsprechende
Bereiche von der Rohrwand abscheren und radial nach außen vcrsetzen. Diese Bereiche
werden dabei in entsprechende Hohlräume von Matrizen verschoben, die von außen gegen
die Rohrwand verfahren werden. Durch das Anordnen und Fixieren eines an die Rohrinnenseite
angepaßten Stützkörpers im Rohrinneren und die Anordnung und Fixierung der Matrizen
an der Rohraußenseite wird sichergestellt, daß die übrige Rohrwandung bei der herstellung
der Schlitzbrücken keine Verformung erfährt. Dabei üben der Stützkörper und die
Matrizen keinen Druck auf die Rohrwandung aus, sondern liegen ggf. mit Spiel an
der Rohrwandung an. Die Matrizen überdecken dabei eine solche Strecke des Rohrumfangs,
daß sich die Schlitzbrücken durch einen einwandfreien Schervorgang ohne Verformung
der benachbarten Rohrwandungsbereiche von diesen abscheren und radial nach außen
in die Matrizenhohlräume hineinbewegen lassen.
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Nach dem Abscheren der entsprechenden Rohrwandungsbereiche und Herstellen
der erwünschten Schlitzbrücken werden die Matrizen und die Schneidwerkzeuge radial
zurückbewegt. Das Rohr kann nunmehr axial vorwärts bewegt werden, wonach ein erneuter
Satz von Schlitzbrücken hergestellt werden kann.
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Das Verfahren läßt sich somit kontinuierlich über nahezu beliebige
Rohrlängen durchführen.
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Je nach der Anzahl der über den Rohrumfang gewünschten Schlitzbrücken
kann mit einer oder mehreren Matrizen und mit einem oder mehreren Schneidwerkzeugen
gearbeitet werden. Bei üblichen Rohrdurchmessern werden in Umfangsrichtung gesehen
etwa sechs Schlitzbrücken mit sechs Matrizen und sechs Schneidwerkzeugen hergestellt.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf diese Zahl beschränkt ist.
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Die Form der Schlitzbrücken spielt für die Durchführung des erf-indungsgemäßen
Verfahrens keine Rolle. Es ist hierzu lediglich erforderlich, die Matrizen und Schneidwerkzeuge
in entsprechender Weise auszubilden. So können beispielsweise die Matrizen auch
mit mehreren in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Hohlräumen versehen sein,
in die entsprechende Werkzeugteile eingeführt werden. Hiermit lassen sich mehrere,
in Umfangsrichtung benachbart angeordnete Schlitzbrücken mit einer einzigen Matritze
und einem einzigen Werkzeug herstellen.
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Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schlitzbrücken
erst in das Rohr eingeprägt werden, findet kein weiterer Arbeitsvorgang an dem mit
den Schlitzbrücken versehenen Rohr statt, so daß keine Gefahr einer nachträglichen
Verformung der Schlitzbrücken gegeben ist. Das Verfahren läßt sich in einfacher
und wirtschaftlicher Weise realisieren. Es läßt sich damit jede beliebige Zahl von
Schlitzbrücken in
Rohre einprägen, wobei die Vorteile einer kontinuierlichen
Arbeitsweise erreichbar sind. Je nach der Anordnung und Ausbildung der Schneidwerkzeuge
lassen sich auch in einem Prägevorgang in Axialrichtung vcrsetzte Schlitzbrücken
herstellen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
vorstehend beschriebenen Verfahrens.
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Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß durch die >1erkmale des Patentanspruchs
6 gekennzeichnet.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das mit den Schlitzbrücken
zu versehende Rohr über den hohlzylindrischen Stützkörper geschoben, so daß die
Innenfläche des Rohres an der Stützkörperaußenfläche anliegt bzw. mit geringem Abstand
zu dieser angeordnet ist. Der Stützkörper dient gleichzeitig als Schneidwerkzeugführungskörper
und besitzt mindestens einen Radialschlitz, in dem der Halter eines Schneidwerkzeuges
oder bei einstückiger Ausbildung das Schneidwerkzeug selbst radial hin- und herbewegbar
gelagert ist. Um eine radiale Auswärts- und Einwärtsbewegung der Werkzeughalter
bzw. Werkzeuge zu ermöglichen, sind diese auf ihrer Innenfläche in Axialrichtung
geneigt ausgebildet und stehen mit der Außenfläche eines im Hohlraum des Stützkörpers
axial verschiebbar angeordneten Konus in Eingriff, Bei einer Axialbewegung des Konus
in Vorwärtsrichtung werden somit die am axial vorderen und hinteren Ende geführten
Werkzeuge bzw. Werkzeughalter radial auswärts bewegt, wobei die Werkzeuge die jeweiligen
Schlitzbrück#n aus der Rohrwand herausdrücken. Der Konus besitzt vorzugsweise eine
im Verhältnis 1 : 10 geneigte
Außenfläche, so daß sich bei einem
Vorschub des Konus um 10 mm eine Schlitztiefe von 1 mm ergibt. hierdurch ist eine
sehr genaue Steuerung in bezug auf die Ausbildung der Schlitzbrücken möglich.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung umfaßt ferner nindestens
eine radial verfahrbare Matrize, deren Innenfläche an die Rohraußenfläche eingepaßt
ist und einen zur Aufnahme der Schlitzbrücke geeigneten Hohlraum aufweist. Diese
Matrize wird gegen die Außenfläche des auf dem Stützkörper befindlichen Rohres efahre,
so daß sie sich an die Rohraußenfläche anlegt, jedoch keinen Druck auf diese ausübt.
Die Matrize ist dabei so angeordnet, daß sie dem Schneidwerkzeug gegenüberliegt.
Beim Ausfahren des Schneidwerkzeuges bildet sie das entsprechende Widerlager für
die Rohrwandung, so daß entsprechende Rohrwandungsbereiche abgeschert und in den
Hohlraum der Matrize hineinbewegt werden können. Die Matrize ist in Umfangsrichtung
und in Axialrichtung entslrrechellel größer ausgebildet als das zugehörige Schneidwerkzeug,
so daß die Rohrwandung in einandfreicr Weise abgestützt werden kann.
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Der Konus wird vorzugsweise mit Hilfe eines Stellzylinders, der hydraulisch
oder pneumatisch betrieben werden kann, axial vor- und zurückbewegt. Um bei der
Zurückbewegung des Konus eine radiale Einwärtsbewegung der Werkzeuge bzw. Werkzeughalter
zu erreichen, stehen diese bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung über
eine Zwangsführung im Cleiteingriff mit
der Außenfläche des Konus.
Zweckmäßigerweise weist der konus hierzu auf seiner Außenfläche schwalbenschwanzförmige
Nuten auf, in die das schwalbenschwanzförmig ausgebildete Ende je eines Werkzeughalters
gleitend eingesetzt ist. Wenn nunmehr der Konus durch Betätigung des Stellzylinders
axial zurückgezogen wird, gleitet er relativ zu den in Axialrichtung fixierten Werkzeugen,
wodurch die Werkzeuge aufgrund der schwalbenschwanzförr#igen Zwangsführung radial
einwärts bewegt werden. Der Konus wird dabei soweit zurückbewegt, bis die Werkzeuge
wieder vollständig vom Stützkörper aufgenommen sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichiiung im einzelnen erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Querschnitt
durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung entlang der Linie I-I in Figur
2; und Figur 2 einen Längsschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung.
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Die in Figur 1 im Querschnitt dargestellte Vorrichtung 1 ist in der
oberen Hälfte der Figur in einem Zustand gezeigt, in der sich die Schneidwerkzeuge
im zurückgezogenen Zustand befinden, während sie in- der unteren Hälfte der Figur
in einem Zustand dargestellt ist, in dem die Scbneidwerkzeuge die jeweiligen Rohrwandbereiche
zur Ausbildung von Schlitz-
brücken abgeschert haben.
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Figur 2 zeigt in entsprechender Weise die Vorrichtun# in den beiden
in Figur 1 dargestellten Betriebsstellungen.
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Wie man den Figuren 1 und 2 entnehmen kann, umfaßt die Vorrichtung
1 einen Stützkörper 3, über den die mit Schlitzbrücken zu versehenden Rohre 2 schiebbar
sind bzw. der in derartige Rohre hineinschiebbar ist. Der Stützkörper 3 ist hohlzylindrisch
ausgebildet und weist einen erweiterten Bereich 15 auf, dessen Außendurchmesser
etwas geringer ausgebildet ist als der Innendurchmesser des mit den Schlitzbrjjcken
ZU versehenden Rohres. Der Stützkörper ist jedoch so be#ssen, daß er von der Innenseite
her keinen Druck auf die Kohrwandung ausübt.
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Im Inncren des Stützkörpers 3 befindet sich eine Schubstange 14, an
derem vorderen Ende ein Konus 5 ausgebildet ist, während das hintere Ende der Schubstangc
14 mit einen geeigneten Stellzylinder (nicht gezeigt) in Verbindung steht, mittels
dem die Schubstange in Axialrichtung vor- und zurückbewegbar isz. Durch eine Bewegung
der Schubstange 14 wird der Konus 5 in den radial erweiterten Bereich 15 des Stützkörpers
3 axial hin- und herbewegt. Figur 2 zeigt den Konus in seinen jeweiligen axialen
Endstellungen, wobei die axial vordere Endstellung in der oberen hälfte und die
axial hintere Endstellung in der unteren hälfte der Figur gezeigt sind.
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Wie aus Figur 1 hervorgeht, besitzt der Stützkörper
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in dem radial erweiterten Bereich 15 sechs Radial schlitze 16, die über den Umfang
des Stützkörpers mit Gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind.
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In diesen Radialschlitzen 16 sind Schneidwerkzeuge 4 radial beweglich
gelagert. Diese Schneidwerk#euge 4 dienen zum herstellen der Schlitzbrücken durch
ITerausdrücken und Abscheren der jeweiligen Rohrwandungsbereiche.
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Die m vorliegenden Falle einstückig ausgebildeten Schneidwerkzeuge
4 sind an ihrem dem Stützkörper zugewandten Ende bei 6 schwalbenschwanzförmig ausgebildet,
wobei dieses Ende in einer entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Längsnut 7 des
Stützkörpers gelagert ist. Stützkörper und Werkzeug können somit in Axialrichtung
relativ zueinander gleiten; bei einer axialen Vorwärtsbewegung des Stützkörpers
werden die Werkzeuge jedoch radial nach außen und bei einer axialen Rückwärtsbewegung
desselben radial nach einzigen bewehrt.
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Die Vorrichtung 1 besitzt ferner sechs gleichmäßig über den Umfang
des Stützkörpers verteilt angeordnete Matrizen 10, die in Radialrichtung verfahrbar
angeordnet sind. Diese Matrizen weisen eine an die Rohroberfläche angepaßte Fläche
11 auf. Wenn sich ein mit Schlitzbrücken zu versehendes Rohr über dem Stützkörper
3 befindet, werden die Matrizen 10 von außen an das Rohr herangefahren, bis ihre
Fläche 11 mit der Rohroberfläche in Kontakt tritt bzw. mit geringem Spiel zu dieser
angeordnet ist. In dieser Stellung stützt die Matrize die Rohrwandung ab, wenn durch
das
radial nach außen fahrende Schneidwerkzeug auf diese von innen
ein Druck ausgeübt wird, so daß ein entsprechender Schervorgang stattfinden kann.
Zur Aufnahmc der abgescherten Rohrwandbereiche ist die Matrize mit entsprechenden
Ijohlräumen 12 versehen, die an die vorstehenden Werkzeugbereiche S angepaßt sind.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden mit einem einzigen Werkzeug
4 zwei in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Schlitzbrücken llergestellt. Hierzu
ist das Werkzeug mit zwei vorstehenden Abschnitten 8 und einem zuru#ckspringenden
Abschnitt'9 versehen, während die zugehörige Matrize zwei Längsnuten 12 und einen
vorstehenden Abschnitt 13 aufweist. Im unteren Teil der Figur 1 sind die Werkzeuge
in der ausgefahrenen Stellung , in der sie die entsprechenden Rohrwandbereiche abgeschert
i haben, dargestellt.
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Wie man Figur 2 entnehmen kann, besitzt jedes Werkzeuge 2 x 3 hintereinander
angeordnete vorstehende Abschnitte 8. Die vorstehenden Abschnitte 8 der beiden Rohen
können entweder axial zueinander ausgerichtet und axial gegeneinander versetzt angeordnet
sein, wobei sich bei der letztgenannten Ausführungsform Rohre mit versetzten Schlitzbrticken
herstellen lassen.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung funktioniert in der folgenden
Weise:
Anfalls wird ein mit Schlitzbrücken zu versehendes Rohr
2 auf den Stützkörper 3 aufgeschoben. Der Konus 5 berindet sich hierbei in seiner
im unteren Teil von figur 2 dargestellten Stellung, in der die Werk zeugt ihre radial
innerste Lage einnehmen. Diese Stellung entspricht dem oberen Teil von Figur 1.
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Als nächstes werden die Matrizen 10 von außen an die Rohrwandung herangefahren,
bis sie ihre diesbezüglichen Endstellungen erreichen. Sie werden in diesen Stellungen
fixiert, so daß sie als Reaktionselemente wirken können. Durch Beaufschlagung des
Stellzylinders wird nunmehr die Schubstange 14 axial in Vorwärtsrichtung bewegt,
wodurch die Werkzeuge über den Konus 5 radial nach außen gegen die Rohrwandtlng
gepreßt werden und bei einem entsprechenden Druck entsprechende Rohrwandunsbereiche
abscheren und nach außen in die entsprechenden hohlräume der Matrizen drücken. Diese
Rohrwandungsbereiche sind zwar seitlich abgeschert worden, sind jedoch über geneigte
Endstege noch mit dem Rohr verbunden.
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Bei ~erlllicr beschriebenen Ausfühnrngsbeispiel bcsitz der Konus 5
und die Innenflächen der Schneidwerkzeuge eine Neigung von 1 : 10, so daß bei einer
Axialbewegung des Konus um 10 mm eine Tiefe der Schlitzbrücken von 1 mm erreicht
wird. Hierdurch läßt sich die Tiefe der Schlitzbrücken exakt steuern.
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Nach Beendigung des Drückvorganges wird der Konus 5 axial in die in
der unteren Hälfte von Figur 2 dargestcllte Stellung axial zurückbewegt, wobei infolge
der
Zwangsführungen die Schneidwerkzeuge radial einwärts bewegt werden. Die Matrizen
werden von der Außenfläche des Rohres abgezogen. Es ist somit eine sich um den Umfang
des Rohres herum erstreckende Reihe von Schlitzbrücken hergestellt.
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Zur herstellung der nächsten Schlitzbrückenreihe wird das Rohr eine
entsprechende Strecke vorbewegt, wonach die gleichen Vorgänge wie eben durchgefüürt
werden.
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