DE3524940C2 - Vorrichtung zum Herstellen kurzer, dickwandiger Rohrschüsse - Google Patents
Vorrichtung zum Herstellen kurzer, dickwandiger RohrschüsseInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen
kurzer, dickwandiger Rohrschüsse unterschiedlicher Abmessungen
durch schraubenlinienförmiges Verformen eines Stahlbandes zu
dem Rohr mit Hilfe von gegeneinander auf das zu wickelnde Band
wirkenden Verformungswalzen und durch nachfolgendes Verschweißen
der aneinanderliegenden Bandkanten miteinander gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Erfindung ist die Überlegung maßgebend, daß bei einem
Hohlkörper, der unter Innendruck steht, schrägverlaufende Man
telnähte durch den Druck weniger beansprucht sind, als Nähte,
die parallel zu der Hohlkörperachse verlaufen. Durch Wickeln
hergestellten Hohlkörpern wird daher in vielen Fällen gegenüber
Hohlkörpern mit Längsnaht der Vorzug gegeben. Anlagen zum Wickeln
von Hohlkörpern sind aus diesem Grunde weit verbreitet und
in zahlreichen Varianten in Gebrauch. Dennoch leiden diese An
lagen generell an einem Mangel, nämlich dem, daß sie sehr hohen
Verformungskräften, also auf das Band wirkenden sehr hohen Bie
gekräften, nicht gewachsen sind; deshalb sind der Dickwandig
keit gewickelter Hohlkörper Grenzen gesetzt. Die Folge ist die,
daß in Fällen, in denen gesteigerte Dickwandigkeit verlangt ist,
bisher auf die Herstellung der Hohlkörper durch das vorteilhafte
Wickeln verzichtet werden und auf die Herstellung auf U- oder
O-Pressen zurückgegriffen werden mußte, dies trotz des hohen
Aufwandes, denen diese Pressen unterliegen, und unter Verzicht
auf den günstigen Festigkeitsverlauf einer Schrauben- gegenüber
einer Längsnaht.
Aus dem einschlägigen Sachgebiet des Wickelns von Behältern ist
z. B. aus der CH 168204 bekannt, wie aus einer üblichen recht
winkligen Stahlplatte durch geschickte Schnittführung ein rhom
bischer Zuschnitt abfallos entsteht, der dann durch Wickeln zu
einem zylindrischen Hohlkörper geformt werden soll; über die
Dicke des Ausgangsmaterials, also die Stahlplatte, ist dort
nichts konkretes gesagt. Aus der DE-OS 20 53 266 ist eine Vorrich
tung zum schraubenlinienförmigen Verformen eines Stahlbandes zu
einem Rohr bekannt. Dabei geht es darum, örtliche Materialunter
schiede, z. B. bzgl. Festigkeit oder Elastizität, in dem Band zu
erfassen und sie in ihrer nachteiligen Einwirkung auf die Ver
formungswalzen zu eliminieren. Dickwandigkeit der herzustellen
den Rohre ist zwar ausdrücklich angesprochen durch folgenden
Wortlaut: "starke Wandstärke" (vgl. Seite 14, Abs. 2), aber wel
ches Ausmaß die Wanddicke umfaßt, ist nicht gesagt und läßt sich
auch nicht folgern.
Dem Erfindungsgedanken liegt der Stand der Technik zugrunde, wie
er aus der genannten DE-OS 20 53 266 hervorgeht. Die Vorrichtung
dort zum Herstellen von Rohrschüssen durch schraubenlinienförmi
ges Verformen eines Stahlbandes zu dem Rohr ist so beschaffen,
daß von außen und von innen über die Breite des zu einem Wickel
verformten Bandes Verformungswalzen gegeneinander wirken und nach
folgend die aneinanderstoßenden Bandkanten miteinander ver
schweißt werden. Dabei sind die innen angeordneten Verformungs
walzen an einem von zwei gesonderten Stützen gehaltenen höhen
verstellbaren Träger und die außen angeordneten Verformungswal
zen direkt in dem Rahmen der Vorrichtung anstellbar gelagert.
Es ist erkennbar, daß diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet
ist, die hohen Biegekräfte aufzunehmen, die für das Verformen
eines besonders dicken Stahlbandes notwendig wären. Das liegt
entscheidend an dem Träger auf Stützen (vgl. "Rollenträger 12")
für die von innen aus dem Rohrwickel auf das Band wirkenden Ver
formungswalzen. Dieser Träger ist nämlich in einer Lagerschale
angeordnet, er ist verschiebbar, und die Lagerschale vermag Pen
delbewegungen auszuführen, zu welchem Zweck sie über ein Hebel
gestänge in einer Parallelogrammführung gehalten ist. Ein sol
ches mechanisches System ist, wenn nicht besondere Vorkehrungen
getroffen sind, für hohe Belastung ungeeignet.
Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei
einer Vorrichtung zum Wickeln kurzer, dickwandiger Rohrschüsse
zu erreichen, daß die Vorrichtung gegenüber der bekannten Vor
richtung gemäß der DE-OS 20 53 266 gesteigerte hohe Verformungs
kräfte, d. h. höhere Biegekräfte auf das zu wickelnde Band, auf
zunehmen vermag, damit Rohrschüsse mit gesteigerter Wanddicke
herstellbar sind, ohne auf Biegepressen, U- oder O-Pressen,
zurückgreifen zu müssen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die
Stütze (in dem Rahmen der Vorrichtung) auf der Austragsseite für
das Rohr aus der Vorrichtung quer zu dem geformten Rohr aus des
sen Weg wegschwenkbar ist und daß ein der fortschreitend sich
bildenden schraubenlinienförmigen Rohrnaht vorauseilender Druck
stempel auf den Träger drückt, und zwar entgegen der Kraft der
von außen auf das Band wirkenden Vorformungswalzen.
Nach dieser Lösung sind also - ausschließlich - zwei Stützen
(für den Träger der innen angeordneten Verformungswalzen) vorge
sehen, mithin ist ein mechanisches Stützsystem maßgebend ge
wählt, das für die Aufnahme sehr großer Kräfte geeignet ist,
wenn es nur entsprechend dimensioniert ist. Damit unter diesen
Bedingungen der fertige Rohrschuß aus der Wickelvorrichtung un
gehindert ausgetragen werden kann, ist vorgesehen, die austrags
seitig in der Vorrichtung gelegene Stütze aus dem Weg des ge
formten Rohrschusses wegschwenkbar zu machen; diese Maßnahme
beeinträchtigt die Stabilität dieser Stütze und der Abstützung
insgesamt keineswegs, denn das nun notwendige Gelenk ist ohne
weiteres hochbelastbar zu gestalten. Auf das in die Vorrichtung
einlaufende Stahlband kann also insoweit eine sehr große Verfor
mungskraft übertragen werden. Und um die Biegekraft zuverlässig
an dem kritischen Ort bei der Entstehung des Bandwickels wirken
zu lassen, umfaßt die Lösung überdies die Maßnahme, daß ein der
fortschreitend sich bildenden schraubenlinienförmigen Naht vor
auseilender Druckstempel auf den Träger drückt, dies entgegen
der Kraft der von außen auf das Stahlband wirkenden Verformungs
walzen, so daß gerade dort, wo die Wickelkanten des Bandes zu
sammenlaufen und der höchsten Pressung bedürfen, der Wickel ei
ner örtlich genau definierten Verformungskraft unterworfen ist.
Vom Prinzip her genügt es, die wegschwenkbare Stütze besonders
stabil zu gestalten, damit sie großen Kräften risikolos gewach
sen ist. Nach Anspruch 2 im Rahmen der Erfindung ist in vorteil
hafter Weise vorgesehen, die Stütze in ihrem oberen Bereich an
der Traverse des als Portal ausgebildeten Rahmens der Vorrich
tung anzulenken und mit ihrem freien Ende gegen den Träger (für
die innen angeordneten Verformungswalzen) abzustützen, so daß
sich - trotz Wegschwenkbarkeit der Abstützung - ein auf Biegung
insgesamt biegesteifes System ergibt. Die andere Stütze, die
nicht schwenkbar zu sein braucht, ist höhenverstellbar geblie
ben. Um den Druckstempel seiner Funktion entsprechend der Wan
derbewegung der sich bildenden schraubenlinienförmigen Naht prä
zise folgen lassen zu können, ist - gemäß Anspruch 3 - eine an
getriebene Gewindespindel in der Traverse vorgesehen, die in ei
ner Führung den Stempel längsverschiebt. Damit ist auch sicher
gestellt, daß der Druckstempel immer an der kritischen Stelle
des Zusammenlaufens der Nahtkanten des Stahlbandes seine Auf
gabe übernimmt.
Der Aufbau der Vorrichtung als Verformungsstation für ein be
sonders dickes Stahlband erweist sich konstruktiv als vorteil
haft, wenn, worauf sich Anspruch 4 bezieht, die innen angeord
neten Verformungswalzen frei drehbare Stützwalzen sind, während
die außen angeordneten Verformungswalzen angetrieben und - zur
Vermeidung schädlicher Durchbiegung - durch einzelne drehbare
Lagerwalzen abgestützt sind.
Nach Anspruch 5 sind die außen angeordneten Verformungswalzen
anstellbar, wofür ein Schwenklager in dem Unterbau der Vorrich
tung vorgesehen ist.
Was schließlich die Erleichterung des Austragens des fertigen
Rohrschusses angeht, ist nach den Ansprüchen 6 und 7 vorgese
hen, unterhalb der schwenkbaren Stütze anstellbare Rollen
(Stütz- und Transportrollen) zum Anheben und Ablegen des Rohr
schusses und ein Transportgestell für das ausgetragene Rohr
(außerhalb der Vorrichtung) anzuordnen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Geometrie des rhombenförmigen Zuschnittes des zum
Rohrschuß zu wickelnden Stahlbandes,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung
und
Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung von der Stirnseite her.
Gemäß Fig. 1 liegt das rhombisch zugeschnittene Stahlband 1 mit
dem Neigungswinkel β zur Verformung bereit. Wenn der Rohrwickel
2 ausgeformt ist, weist der fertige Rohrschuß die Länge L auf.
In der Richtung T läuft das Stahlband in die Vorrichtung ein.
In den Fig. 2 und 3 sind bauliche Einzelheiten der Vorrich
tung dargestellt. Der Grundaufbau der Vorrichtung ist ein Por
tal mit der Traverse 18 und den seitlichen Stützen 18a. Zum
Grundaufbau gehört der Unterbau 20. Die die Vorrichtung beherr
schenden Bauelemente sind von außen nach innen und von innen
nach außen auf den sich bildenden Rohrwickel wirkende Verfor
mungswalzen 5 bzw. Verformungswalzen 4. Sie wirken also von der
einen und der anderen Seite gegensinnig auf das Stahlband 1.
Während die außen angeordneten Verformungswalzen 5 im Unterbau
20 der Vorrichtung gelagert sind, sind die innen angeordneten
Verformungswalzen 4 einem Träger 3 zugeordnet, der sich in das
Innere des sich bildenden Wickels 2 über dessen gesamte Länge
des fertigen Rohrschusses erstreckt (vgl. hierzu auch Fig. 3).
Dieser Träger ist - rein mechanisch gesehen - ein "Träger auf
zwei Stützen", wobei auf der Seite des in die Vorrichtung einlaufenden
Stahlbandes 1 eine Hubzylinderanordnung 12
als die eine Stütze fungiert, und auf der Austragsseite
der Vorrichtung die andere Stütze 11 angeordnet und quer
aus dem Weg des auszutragenden
fertigen Rohrschusses wegschwenkbar ist. Dieses stabile Trägersystem mit
Stützen wird in seiner Stabilität verstärkt gleichsam um eine
weitere Abstützung, nämlich durch einen Druckstempel 13 im Sin
ne der innen angeordneten Verformungswalzen 4, also zusätzlich
entgegen der Kraft der außen angeordneten Verformungswalzen 5.
Um die Wirkung dieses Stempels 13 während des Arbeitsvorganges
ständig optimal auszunutzen, eilt er bei dem Verformen des Ban
des der sich bildenden Schraubennaht voraus.
Die verschwenkbare Stütze 11 ist mit ihrem oberen Ende an der
Traverse 18 des als Portal 18, 18a, ausgebildeten Rahmens der
Vorrichtung quer verschwenkbar (zur Achse des Rohres) angelenkt;
mit ihrem freien Ende stützt sie sich gegen den Träger 3 ab. Die
andere Stütze ist, wegen der notwendigen Höhenverstellbarkeit
des Trägers 3, eine Hubzylinderanordnung 12 mit Führung 15 mit
hierin gleitendem Kulissenstein 16.
Der Druckstempel 13 gleitet in einer Längsführung in der Tra
verse 18 hin und her, um jeweils über dem Ort der zusammenlau
fenden Wickelnahtkanten wirksam zu sein. Deshalb ist in dieser
Längsführung eine durch den Antrieb 33 angetriebene, in Lagern 32 gehaltene Gewindespindel 30 vorgesehen, die den Druckstempel in einer Mutter 31 durchsetzt, so daß der Druckstempel während des Verformungsvorganges über der Stelle der schraubenlinienförmig zusammenlaufenden Bandkanten nach links bewegt werden und Druck auf den Träger ausüben kann.
Längsführung eine durch den Antrieb 33 angetriebene, in Lagern 32 gehaltene Gewindespindel 30 vorgesehen, die den Druckstempel in einer Mutter 31 durchsetzt, so daß der Druckstempel während des Verformungsvorganges über der Stelle der schraubenlinienförmig zusammenlaufenden Bandkanten nach links bewegt werden und Druck auf den Träger ausüben kann.
Die innen angeordneten Verformungswalzen 4 sind Stützwalzen,
die frei drehbar sind. Die außen angeordneten Verformungswalzen
5 hingegen sind durch einen eigenen Antrieb 10 mit nachgeschaltetem
Getriebe 9 über die Kupplung 7 angetrieben. Diese angetriebenen
Verformungswalzen 5 sorgen für das Funktionieren des Verformungsvorganges.
Sie sind durch einzelne Lagerwalzen 6 zur Vermeidung
der Durchbiegung der Verformungswalzen 5 abgestützt. Dies gilt
auch dann, wenn diese Walzen 5 als einheitlicher Walzenkörper
ausgebildet sind.
Es ist bisweilen notwendig, die außen angeordneten Verformungswalzen
5 anzustellen. Für diesen Fall ist in dem Unterbau 20
der Vorrichtung ein Schwenklager 19 vorgesehen, das über einen
gebräuchlichen Schwenkantrieb 21 verstellbar ist und auf die
Verformungswalzen 5 in bezug auf deren Höhenlage einwirkt.
Im Auslaufbereich der Vorrichtung, unterhalb der wegschwenkbaren
Stütze 11, sind anstellbare Stütz- und Transportrollen 22; 23 in dem Vorrichtungsgestell
vorgesehen, die zum Anheben und Ablegen
des fertigen Rohrschusses dienen.
Dies kann erforderlich werden, wenn der fertige Rohrschuß
26 in ein neben der Vorrichtung positioniertes Transportgestell
25 abgelegt werden soll. Und was den Beginn des Arbeitsvorganges
betrifft, erleichtert es die Arbeit an der Vorrichtung
nach der Erfindung, wenn am Einlauf Zuführwalzen 24 für das
zugeschnittene, noch nicht verformte Stahlband 1 vorhanden sind.
Erläuternd sei noch hinzugefügt, daß, sobald jeweils ein Rohr
schuß fertig ist, die Stütze 11 von dem Druckbalken 3 gelöst
wird durch Hochschwenken um ihr obenliegendes Gelenk. Das Aus
tragen des Rohrschusses wird durch nichts mehr behindert.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Herstellen kurzer, dickwandiger Rohrschüsse
unterschiedlicher Abmessungen durch schraubenlinienförmiges Ver
formen eines Stahlbandes zu dem Rohr zwischen von außen und von
innen über die Breite des zu verformenden Bandes gegeneinander
wirkenden Verformungswalzen und durch nachfolgendes Verschweißen
der aneinanderliegenden Bandkanten miteinander, wobei die innen
angeordneten Verformungswalzen an einem von zwei gesonderten
Stützen gehaltenen höhenverstellbaren Träger und die außenange
ordneten Verformungswalzen direkt in dem Rahmen der Vorrichtung
anstellbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze
(11) auf der Austragsseite für das Rohr aus der Vorrichtung quer
zu dem geformten Rohr (2) aus dessen Weg wegschwenkbar ist und
daß ein der fortschreitend sich bildenden schraubenlinienförmi
gen Rohrnaht vorauseilender Druckstempel (13) auf den Träger (3)
drückt, und zwar entgegen der Kraft der von außen auf das Band
wirkenden Verformungswalzen (5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
verschwenkbare Stütze (11) mit ihrem oberen Ende an der Traverse
(18) des als Portal (18, 18a) ausgebildeten Rahmens der Vorrich
tung schwenkbar angelenkt und beim Verformungsvorgang mit ihrem
freien Ende gegen den Träger (3) abgestützt ist, während die an
dere Stütze in einer Führung (15) in der Portalstütze (18a) mit
tels Hubzylinder (12) nur höhenverstellbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckstempel (13) mittels einer in der Traverse
(18) antreibbar gelagerten Gewindespindel (30) mit zugehörender
Längsführung über den Träger (3) verfahrbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich
net, daß die innen angeordneten Verformungswalzen (4) frei dreh
bare Stützwalzen sind, während die außen angeordneten Verfor
mungswalzen (5) angetrieben und durch einzelne Lagerwalzen (6)
zur Vermeidung der Durchbiegung abgestützt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeich
net, daß zum Anstellen der außen angeordneten Verformungswalzen
(5) ein Schwenklager (19) im Unterbau (20) der Vorrichtung
vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb der schwenkbaren Stütze (11) anstellbare Stütz- und
Transportrollen (22; 23) zum Anheben und Ablegen des fertig
geformten Rohrschusses angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf
der Austragsseite der Vorrichtung ein Transportgestell (25)
für den fertigen Rohrschuß (26) angeordnet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853524940 DE3524940C2 (de) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Vorrichtung zum Herstellen kurzer, dickwandiger Rohrschüsse |
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Publications (2)
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DE3524940A1 DE3524940A1 (de) | 1987-01-15 |
DE3524940C2 true DE3524940C2 (de) | 1995-06-01 |
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- 1985-07-12 DE DE19853524940 patent/DE3524940C2/de not_active Expired - Fee Related
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