DE968934C - Vorrichtung zum Aufbringen von Rippen auf Heiz- oder Kuehlrohre - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. APRIL 1958

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines flachen Bandes als wendeiförmige Rippe auf Heiz- oder Kühlrohre, bei der das Band zwischen einer mit ihrer Achse im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angeordneten Walzrolle und einer im wesentlichen parallelachsig zum Rohr angeordneten Gegendruckwalze zu einer Wendel mit trapezförmigem Bandquerschnitt umgeformt und auf das gleichzeitig gedrehte und vorgeschobene Rohr aufgerollt wird.

Für die Vorrichtung der vorgenannten Art mußten wegen der beim Verformen der Rippenblechstreifen auftretenden hohen Verformungskräfte die Achsen der im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angestellten Formwalzen mit relativ großem Durchmesser ausgeführt werden, um unter den Biegungsbeanspruchungen der radial angreifenden Verformungskräfte nicht zu Bruch zu gehen. Die Möglichkeit, die Achse der Formwelle möglichst dicht am Walzenspalt zu lagern und zu unterstützen, um den Momentenarm für die Biegungsmomente klein zu machen, ist in den allermeisten Fällen nicht gegeben, da die Lagerung der Gegendruckwalze und die das Rohr führenden Maschinen-

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teile nicht den nötigen Platz übriglassen. Ein großer Durchmesser der Welle für die Walzrolle hat bei den praktisch verwirklichten Konstruktionen dann auch immer dazu geführt, daß auch die Walzrollen mit relativ großem Durchmesser ausgebildet wurden. Eine weitere Folge der großen Walzrollen-Durchmesser ist dann zwangläufig auch die relativ schwache Krümmung der Walzfläche und damit eine relativ große Kontaktzone gegenüber der Gegendruckwalze. Diese großen Kontaktzonen im Walzenspalt erfordern aber, um die nötige Verformung des Rippenblechstreifens zu bewirken, relativ große Andruckkräfte, die sich leicht schädlich auf die Walzenlagerung auswirken. Um die Vorrichtungen gemäß der vorgenannten Art bezüglich ihrer Aufnahmefähigkeit für Reaktionsmomente zu verbessern und es zu erreichen, daß bei kleinstem Einbauraum eine völlige Entlastung der Walzrollenachse gegenüber der Biegeso momente auftritt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die mit ihrer Achse im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angestellte Walzrolle durch die konische Umfangsfläche am Ende einer Welle zu ersetzen, welche sich in ihrem vom Walzenspalt abgelegenen Bereich an einer parallelachsig angeordneten Stützrolle abwälzt.

Es ist zwar für ein einstellbares Walzwerk zum Walzen von Spiralen mit rechteckigem und keilförmigem Querschnitt bereits bekanntgeworden, an Stelle zweier zusammenarbeitender Formwalzen zwei winklig zueinander angestellte Wellen an ihrem Ende spitzkegelig auszubilden und die beiden Wellen, welche über Kegelradgetriebe angetrieben werden, in verschwenkbaren Hülsen zu lagern, damit in weiten Grenzen eine Einstellung des Walzwerkes auf verschiedene Spiralformen und Größen ermöglicht wird. Infolge ihrer Ausbildung und ihres Antriebes sind diese verschwenkbar gelagerten Wellen aber im hohen Maße Biegungsbeanspruchungen ausgesetzt, die gemäß der vorliegenden Erfindung durch die parallelachsig angeordnete Stützrolle vermieden werden. Die Verwendung einer Stützrolle ist bei dem vorbekannten einstellbaren Walzwerk infolge der dort vorgesehenen Verstellbarkeit nicht möglich und somit auch in keiner Weise nahegelegt.

In der Beschreibung und den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. ι eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Rippenwindungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. i,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. i,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Teil der Vorrichtung,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung, teilweise in Draufsicht und teilweise im Schnitt, des linken Teiles der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ohne die Glättungsscheibenanordnung,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht auf die Anordnung zur Drehung und zum Vorschub des Rohres, auf d'as ein Band gewunden wird, mit entfernter Verschlußplatte,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII der Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte Kopfanordnung mit entferntem Gehäuseoberteil,

Fig. 9 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt und teilweise in Draufsicht, auf die Formungswalzen und auf einige Windungen der durch sie auf dem Rohr angebrachten spiralförmigen Rippe.

Die Zeichnungen stellen eine Rippenformungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar. Diese Vorrichtung enthält vertikale Träger 20 (Fig. 2), die einen unteren Tisch 21 und einen oberen Tisch 22 unterstützen. Ein Kopfstück 23 zur Drehung und zum Vorschub eines Rohres 24, auf das eine Rippe aufgebracht werden soll, ist durch Bolzen am Tisch 22 und am Lagergehäuse 25 befestigt. Die Welle 26 in dem Kop£.23 trägt ein an ihrem inneren Ende ausgebildetes Kopfstück 27 (s. Fig. "7) sowie eine Riemenscheibe 28, die an ihrem äußeren Ende angebracht ist.

Die Riemenscheibe 28 (Fig. 2) wird über einen Riemen 29 durch die auf der Welle 32 angeordnete Riemenscheibe 30 angetrieben. Der Motor 33 mit Untersetzungsgetriebe ist durch Bolzen unter dem Tisch 22 befestigt und treibt die Welle 32 über eine auf ihr befestigte Riemenscheibe 31. Ein Riemen 34 verbindet die Scheibe 31 mit dem Motor 33. Die Welle 32 erstreckt sich durch ein Lager 35, das auf dem Tisch 21 befestigt ist, und ist über eine Freilaufkupplung 36 mit einer mit ihr fluchtenden Welle 37 verbunden, die sich über ein Lager 38 zu einer Kupplung 39 erstreckt, die sie mit einer mit ihr fluchtenden Welle 40 verbindet, die eine Riemenscheibe 41 trägt.

Der Riemen 42 verbindet die Riemenscheibe 41 mit einer Riemenscheibe 43, die über eine Schlupfverbindung eine Glättungsscheibenanordnung 45 antreibt, auf die hier nicht näher eingegangen, zu werden, braucht.

Die Welle 40 erstreckt sich in den Getriebekasten 46, aus dessen oberem Teil sich eine vertikal angeordnete Welle 47 erstreckt. Das obere Ende der Welle 47 ist vorzugsweise nach innen abgeschrägt (s. Fig. 3), um eine konische Walze 48 zu bilden, die mit einer Scheiben walze 49 zusammenarbeitet, um den äußeren Rand des Bandes zu walzen, so daß dieser eine geringere Dicke aufweist als der innere Rand.

Eine Stützrolle 50 wälzt sich in der Nähe der Walzfläche 48 am Umfang der Welle 47 ab und unterstützt diese beim Walzvorgang. Die Rolle 50 wird in. fester axialer Lage durch einen Bolzen 51 (Fig. 5) an der Vorrichtung gehalten, kann jedoch um den Bolzen 51 zusammen mit der Welle 47 frei rotieren. Infolge der Unterstützung durch die Rolle 50 kann mit der Walze 48 das Metallband mit dem nötigen Druck verformt werden, um es in der gewünschten Form um das Rohr zu einer Rippe zu winden.

Die Scheibenwalze 49 läuft in einen Flansch 52 aus, der der konischen Walze 48 gegenübersteht.

Das Ende der Scheibenwalze 49 ist eben und befindet sich in Berührung mit dem Band, wie im nachfolgenden beschrieben wird.

Eine Welle 53, die mit der Wellen fluchtet, erstreckt sich aus dem gegenüberliegenden Teil des Getriebekastens 46 und trägt ein relativ kleines Kettenrad 54, das durch eine Kette 55 mit einem relativ großen, oberen Kettenrad 56 verbunden ist, welches sich an einer Welle 57 befindet, die die Scheibenwalze 49 trägt und diese mit verminderter Geschwindigkeit dreht. Es ist erwünscht, die Scheibenwalze 49 von Anbeginn an zu drehen, um das Einführen des Bandes in den Zwischenraum der Walzen 48 und 49 zu erleichtern.

Die Welle 53 trägt eine Riemenscheibe 58, die durch einen Riemen 59 'mit einer Riemenscheibe 60 verbunden ist, die mit dem Teil 61 einer hydraulischen Kupplung verbunden ist, der mit einem ähnlichen, durch einen Elektromotor 63 angetrie-

ao benen Kupplungsteil 62 zusammenarbeitet. Der Motor 63 und die Kupplungsteile 61 und 62 sind in einem Gehäuse 64 untergebracht, in dem eine Scheidewand 65 den Motor 63 von" den Kupplungsteilen trennt, um den Motor von der Flüssigkeit, in

as der die Kupplungsteile umlaufen, zu isolieren.

Der Motor 33 mit Untersetzungsgetriebe, dient dazu, den vorhergehend beschriebenen umlaufenden Mechanismus mit geringer Geschwindigkeit beim Anlaufen zu drehen, und der Motor 63 dient dazu, die Anordnung nach dem Beginn des Rippenwindungsprozesses mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben.

In den Fig. 1, 3 und 4 der Zeichnung ist gezeigt, 'wie ein Band 70 durch zwei Walzen 71 zugeführt wird, die in einer horizontalen Führungsplatte 72 drehbar gelagert sind. Die oberen, und unteren Kanten des Bandes stehen in Berührung mit Rollen 73, die in der vertikalen Führungsplatte 74 gelagert sind. Das Band wird dann durch auf der Platte 74 gelagerte Rollen 75 geführt und läuft durch die Formungswalze 48 und die Scheibenwalze 49 hindurch, wie auch in der Fig. 9 gezeigt ist. Es versteht sich, daß eine oder mehrere Rollen 75 angewandt werden können, um das Band in den Raum zwischen den Walzen. 48 und 49 einzuführen.

Die Mittel zur Drehung und zum Vorschub des Rohres 24, auf dem eine Rippe gebildet werden soll werden nun mit Bezug auf die Fig. 6, 7 und 8 der Zeichnung beschrieben. Das Kopfstück 27 am inneren Ende der Welle 26 trägt Wellen 76 und JJ, die darin mit Zapfen gelagert sind. An den inneren Enden, der Wellen 76 und JJ sind die Zahnräder 78 bzw. 79 angebracht, die mit einem inneren Sonnenrad 80 kämmen, das gegen Drehung an dem Kopf festgekeilt ist. Die Wellen 76, JJ weisen zwischen ihren Enden die Schnecken 81 bzw. 82 auf.

Das Schneckenrad 83, das mit der Schnecke 82 verbunden ist, ist am Ende einer Welle 84 angeordnet, während in. der Mitte dieser Welle eine Rohrzuführungsrolle 85 angeordnet ist. Das Schneckenrad 86, das mit der Schnecke 81 kämmt, ist an einer zu der Welle 84 parallelen Welle 87 angebracht, in deren mittleren Teil die Rohrzuführungsrolle 88 angeordnet ist. Die Enden der Wellen 84 und 87 sind durch Zugfedern 89 miteinander verbunden, die die Rollen 85 und 88 gegeneinanderziehen und in Reibungskontakt mit dem Rohr 24 bringen. Die Zuführungsrollen 85 und 88 besitzen bogenförmige Oberflächen, die sich der äußeren Oberfläche des Rohres anpassen, und sind bei 90 gelenkig mit Gegengewichten 91 verbunden, so daß bei ihrer Drehung dem Bestreben, sich auseinanderzubewegen, durch die Gegengewichte entgegengewirkt wird. Während des Betriebes des Mechanismus zur Drehung und zum Vorschub des Rohres verursacht die Drehung der Welle 26, wie zuvor beschrieben, eine Drehung des Kopfstückes 27. Die Zahnräder 78 und 79, die durch die Wellen 76 und JJ getragen werden, werden gedreht, indem sie mit dem an dem Kopf 23 befestigten festen Sonnenrad 80 kämmen. Durch die Drehung der Wellen 76 und JJ rotieren auch die Schnecken 81 und 82. Die Drehung der Schnecken 81 und 82 verursacht eine Drehung der Schneckenräder 83 und 86, die wiederum die Wellen 84 bzw. 87 drehen. Die Rohrzuführungsrollen 85 und 88, die auf den Wellen 84 und 87 befestigt sind, werden in. entgegengesetzter Richtung gedreht, um das Rohr 24 nach den Rippenformungswalzen vorzuschieben, im Falle der Fig. J nach links. Durch die Drehung des Kopfstückes 2j laufen gleichzeitig die Rollen 85 und 88 um die Achse des Rohres 24 um und verursachen so eine Drehung des Rohres. Die Federn 89 sind derart gespannt, daß im Betrieb der Vorrichtung die Reibung zwischen den Rollen 85 und 88 ausreicht, um einen Schlupf von 10% zwischen dem Rohr 24 und den Rollen 85 und 88 bei normaler Bandspannung zu erhalten. Wenn die Spannung des Bandes über das normale Maß ansteigt, wird das Rohr um einen entsprechenden Betrag durch seine Verbindung mit dem Band zurückgehalten, so· daß ein größerer Schlupf eintritt. Wenn die Spannung des Bandes den normalen Wert unterschreitet, wird der Zug auf das Rohr um einen entsprechenden. Betrag abnehmen, so· daß ein verminderter Schlupf stattfindet. Es sei bemerkt, daß der Betrag des Schlupfes empirisch bestimmt wird, wobei der Schlupf in weiten Grenzen geändert werden kann. Es ist festgestellt worden, daß ein Schlupf von 50 %>, falls es gewünscht ist, erfolgen kann. no

Obwohl nur ein· Paar von den Zuführungsrollen j 85 und 88 zur Drehung und zum Vorschub des Rohres 24 gezeigt ist, versteht sich, daß in Abhängigkeit von der Wandstärke des Rohres jede gewünschte Zahl von Zuführungsrollen angewandt werden kann. Wenn die Wandung des Rohres zerbrechlich ist und leicht verdreht oder zusammengedrückt werden kann, werden, gewöhnlich mehr als eine Zuführungsrollenanordnung vorgesehen.

Wenn das Rohr 24 in der beschriebenen Weise iao gedreht und vorgeschoben und das Band.70, wie beschrieben, zwischen die Walzen 48 und 49 geführt wird, so wird der äußere Rand des Bandes zwischen den Walzen zusammengepreßt, so daß seine Dicke dort geringer wird als am inneren Rand. Dies bedingt, daß das Band sich um das Rohr

windet, so daß sein innerer Rand das Rohr fest umfaßt und auf diese Weise eine spiralförmige Rippe bildet, wie in den Fig. 3, 4 und 9 gezeigt ist. Der Flansch 52 der Walze 49 greift während der Bildung der Rippe zwischen ihre benachbarten Windungen und unterstützt und erleichtert die Einhaltung des Windungsabstandes. Es muß bemerkt werden, daß die Dicke desFlanäches oder der Walze 49 verändert werden kann. Diese Dicke entspricht vorzugsweise dem gewünschten Abstand zwischen den Rippen oder einem geringeren Abstand. Es muß jedoch festgestellt werden, daß die Dicke auch ein wenig größer als der Zwischenraum zwischen benachbarten Windungen sein kann, wenn dadurch nicht die Rippe auf dem Rohr gelockert wird. Irgendeine leichte Verbiegung der Rippe, die durch diese Dicke hervorgerufen wird, kann gegebenenfalls durch die nachgescbaltete Glättvorrichtung 45 beseitigt werden.

Es sei bemerkt, daß durch die Drehung der Walzen 48 und 49 das Band von der Vorratsquelle gezogen wird und um das Rohr 24 gerollt wird, wo es durch Reibung ohne irgendeine wesentliche Deformation des inneren Randes gehalten wird, während der äußere Rand des Bandes in der Längsrichtung gedehnt wird, um es spiralförmig zur Bildung einer Rippe um das Rohr zu winden oder zu rollen. Der durch die kleine Formungswalze 48 beim Walzen und Formen der Rippe gegen die Sch.eibenw.alze 49 ausgeübte Druck wird durch die Unterstützungswalze 50 aufgenommen, mit anderen Worten, die Walze 48 braucht nicht selbst den Druck auszuüben, der zum Formen und Umwickeln des Bandes nötig ist, so daß sie klein genug ausgebildet werden kann, um das Band zu walzen und nicht einen Druck ausübt, der die Stärke der. Scheibe übersteigt.

Am Tisch 22 können Rollen 103 und 104 vorgesehen sein, um gegenüberliegende Seiten des Rohres 24 in der Nähe der Formungswalzen zu berühren und die richtige Lage des Rohres beim Aufbringen der Rippe aufrechtzuerhalten.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Nachdem das vordere Ende des Bandes von Hand in die Bandführungskanten der Formungswalzen eingeführt ist, wird der Motor 33 in Betrieb gesetzt. Dieser treibt die kombinierte Vorschub- und Drehvorrichtung des Rohres und die Formungswalzen mit geringer Geschwindigkeit an, damit die erforderlichen Justierungen vorgenommen werden können. Wenn einige Windungen der Rippe richtig geformt sind, wird der Motor 63 angelassen. Dieser Motor 63 startet mit einer hohen Geschwindigkeit.

wobei die hydraulische Kupplung mit den Getriebeteilen 61 und 62 jeden plötzlichen Zug auf den Rippenformungsmechanismus verhindert. Da die Kupplung 36 als Freilaufkupplung ausgebildet "ist, stellt der Anlaufmotor 33 keine Behinderung des Hauptmotors dar und kann abgeschaltet werden.

Falls gewünscht, kann das Metallband 70, bevor es den Formungswalzen zugeführt wird, geschmiert werden. In den meisten Fällen ist eine derartige. Schmierung jedoch nicht notwendig. Während gewöhnlich die Rippe durch Reibung auf dem Rohr gehalten wird, kann es unter Umständen wünschenswert sein, die Rippe auf dem Rohr aufzulöten. In solchen Fällen kann eine geeignete Lötungsvorrichtung angewandt werden.

Die Vorrichtung gestattet, Rippen von jeder gewünschten Dicke auf ein Rohr aufzubringen, sogar mit einer Randdicke von nur etwa 0,08 mm. In handelsüblicher Ausführung können die Rippen eine äußere Randdicke von 0,10 oder 0,13 mm haben. Bei einer derartigen Ausbildung des äußeren Randes einer Rippe kann ein großer Materialbetrag am y, äußeren Rande der Rippe gespart werden; die mögliche Ersparnis kann 20% oder mehr der Material kosten betragen, die zur Bildung der Rippe erforderlich sind. Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß man das Band auf einfachem Wege zu einer Rippenspirale umformen und durch Reibung auf dem Rohr befestigen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Vorrichtung zum Aufbringen eines flachen Bandes als wendeiförmige Rippe auf Heiz- oder Kühlrohre, bei der das Band zwischen einer mit ihrer Achse im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angeordneten Walzrolle und einer _go im wesentlichen parallelachsig zum Rohr angeordneten Gegendruckwalze zu einer Wendel mit trapezförmigem Bandquerschnitt umgeformt und auf das gleichzeitig gedrehte und vorgeschobene Rohr aufgerollt wird, dadurch g₅ gekennzeichnet, daß die mit .ihrer Achse im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse (24) angestellte Walzrolle von einer konischen Umfangsfläche (48) am Ende einer Welle (47) gebildet wird, welche sich in ihrem vom Walzenspalt abgelegenen Bereich an einer parallelachsig angeordneten Stützrolle (50) abwälzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 509 041, 526 714,105 603, 562 621, 584 138, 658 097.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 509576/23 10.55 (709 951/7 4.58)