DD205830A5

DD205830A5 - Vorrichtung zum wellen von rohren

Info

Publication number: DD205830A5
Application number: DD81231400A
Authority: DD
Inventors: Harald Roderburg
Original assignee: Kabel Metallwerke Ghh
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1984-01-11
Also published as: AU540484B2; SE8102112L; YU42981A; FI811480L; FR2487701B1; SU1138007A3; FR2487701A1; IT1195042B; CH649013A5; DK91281A; NL8101734A; NO812615L; BR8103022A; FI811480A7; CA1174120A; AU6854981A; US4435968A; IT8122831A0

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE VORRICHTUNG ZUM WELLEN VON ROHREN AUS PLASTISCH VERFORMBAREM WERKSTOFF UND DIENT INSBESONDERE DER HERSTELLUNG VON WELLROHREN FUER DEN WAERMEAUSTAUSCH UND DER HERSTELLUNG VON FLEXIBLEN HOCHFREQUENZKABELN SOWIE VON KABELMAENTELN. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IN DER QUALITAETSVERBESSERUNG DER GEWELLTEN ROHRE, INSBESONDERE IN DER ERHOEHUNG DEREN MASSHALTIGKEIT UND GLEICHMAESSIGKEIT. ALS AUFGABE LIEGT DER ERFINDUNG DIE VERBESSERUNG DER BEKANNTEN VORRICHTUNGEN ZUGRUNDE SOWIE DIE BESEITIGUNG DER NACHTEILE, SO DASS EINE QUALITAETSVERBESSERUNG DER WELLROHRE ERREICHT WIRD. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIESE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS DAS VERHAELTNIS DES INNEREN DURCHMESSERS DER DURCH DIE VERFORMUNGSRIPPE GEBILDETEN LICHTEN WEITE UND DES AUSSENDURCHMESSERS DES WELLROHRES IM BEREICH EINES WELLENTALES 2:1 ODER EIN GANZZAHLIGES VIELFACHES DAVON IST, MIT EINER MAXIMALEN ABWEICHUNG VON 5%.

Description

231400 2 '¹~ Berlin, 19, W-1981

AP B 27 C / 231 400 58 837 / 23

Vorrichtung zum Wellen von Rohren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellen von Rohren aus plastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere von Kabelmänteln aus Metall, durch welche das Rohr kontinuierlich hindurchgeführt wird, bestehend aus einer Wellerwälzbuohse mit einer an ihrer Innenfläche angeordneten in Längsrichtung des Rohres gesehen an nacheinander folgenden Punkten angreifenden Verformungsrippe, welche in einem drehantreibbaren Wellerkopf frei drehbar gelagert ist, wobei die lichte Weite der Wellerwälzbuchse größer ist als der Durchmesser des zu wellenden Rohres und die Weilerwälzbuchse exzentrisch zum Rohr gelagert ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer bekannten Vorrichtung (DD-PS 59 536) ist eine mit einer schraubenlinienförmigen Wulst versehenen Buchse exzentrisch an einem Träger befestigt, welcher um die Längsachse des zu wellenden Rohres rotiert. Die Buchse ist bei dieser Vorrichtung unter einem Winkel zur Rohrlängsachse an dem Träger befestigt, wodurch eine ausreichend tiefe Wellung erzeugt wird.

Eine ähnliche Vorrichtung (DE-OS 19 00 953) besteht aus einer Buchse mit Gewindegang, welche ebenfalls exzentrisch an einem Träger, welcher um die Rohrlängsachse rotiert, befestigt ist.

Beiden Vorrichtungen ist gemein, daß die lichte Weite des We11werkzeuges bzw. der Buchse größer ist als der Außendurchmesser des zu wellenden Rohres. Da die Buchsen bei beiden Vorrichtungen frei drehbar und exzentrisch an dem Träger befestigt sind, wälzen sich die Buchsen bei Rotation des

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Trägers und ausreichender Exzentrizität auf der Rohroberflache ab und erzeugen dabei die ringförmige Wellung.'

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mit den bekannten Vorrichtungen erzeugte Wellung für viele Anwendungszwecke nicht geeignet ist, da sie über die Rohrlänge gesehen nicht gleichmäßig ist. So ist beispielsweise für die Hochfrequenztechnik eine über die Rohrlänge vollkommen gleiche Wellung notwendig. Auch soll die Wellung frei von Verformungen im Bereich der Wellenflanken sein und der Sinusform möglichst angepaßt sein.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Qualitätsverbesserung der gewellten Rohre, insbesondere in der Erhöhung deren Maßhaltigkeit und Gleichmäßigkeit,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß mit dieser gewellte Rohre mit einer gleichmäßigen Wellung hergestellt werden können, die auch höchsten Ansprüchen genügt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das Verhältnis des inneren Durchmessers der durch die Verformungsrippe gebildeten lichten Weite und des Außendurchmessers des Wellrohres im Bereich eines Wellentales 2 : 1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist mit einer maximalen Abweichung von 5 %· Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß für die Erzeugung einer einwandfreien Wellung die in Durchlaufrichtung gesehen hinteren Teile der Verformungsrippe genau in das von dem davorliegenden Ge-

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windegang erzeugte Wellental eintaucheri müssen, und zwar möglichst an der in Umfangsrichtung gesehen gleichen Stelle, an welcher der entsprechende vorhergehende Verformungsrippenbereich die Wellung erzeugt hat.

Pur Wellrohre von höchster Qualitätsatufe sollte die maximale Abweichung höchstens 1 % betragen.

Eine Abweichung von 0 % wäre ideal, jedoch ist ea aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll, eine gewisse Abweichung zuzulassen. Obwohl zwischen der Weilerwälzbuchse und dem Wellrohr eine nennenswerte Relativbewegung nj.cht auftritt, unterliegt die Weilerwälzbuchse doch einem gewissen Verschleiß. Um die Standzeit der Wellerwälzbuchse zu erhöhen, wird man also diese mit Übertoleranz fertigen und so lange in der Vorrichtung belassen, bis sie höchstens 5 % Minustoleranz aufweist.

Zur'Erzeugung einer ringförmigen Wellung verläuft die Verformungsrippe schraubenlinienförmig.

Die Verformungsrippe sollte aus mindestens drei Gewindegängen bestehen. Dabei kalibrieren die hinteren Gewindegänge die Wellung, ohne nennenswerte Verformungen vorzunehmen. Soll eine besonders tiefe Wellung erzeugt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Höhe der Verformungarippe zum Beginn des Gewindeganges über einen Bereich von mindestens 360° gleichmäßig bis zum Erreichen der maximalen Höhe zunimmt. Der Abstand bzw. die Steigung der Gewindegänge bleibt dabei gleich. Insbesondere sollte sich der Einlaufbereich über mindestens 720° erstrecken.

Verwendet man eine Wellerwälzbuchse, in der zwei oder mehrere Verformungsrippen angeordnet sind (mehrgängige Schraube),

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so kann bei gleicher Fertigungsgeschwindigkeit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wellerkopfes verringert werden bzw. bei gleicher Drehzahl des Wellerkopfes die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht werden, denn die Fertigungsgeschwindigkeit errechnet sich als Produkt der Steigung der Verformungsrippe und der Drehzahl des Wellerkopfes,

Zur Erzeugung einer schraubenlinienförmigen Wellung ist di<j Verformungsrippe aus mehreren in gleichem Abstand zueinander angeordneten ringförmigen Rippen gebildet. Dabei sollten mindestens drei ringförmige Verformungsrippen vorgesehen sein. Es kalibrieren die hinteren Verformungsrippen die Wellung, ohne nennenswerte Verformungen vorzunehmen. Soll eine besonders tiefe Wellung erzeugt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Höhe der Verformungsrippen vom Einlauf bis zum Erreichen der maximalen Höhe zunimmt. Der Abstand der Verformungsrippen zueinander bleibt dabei gleich. Insbesondere sollte sich der Einlaufbereich über mindestens zwei Verformungsrippen erstrecken.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, daß in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Wellerwälzbuchse eine weitere Wellerwälzbuchse im Wellerkopf angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse gerichtet und die in bezug auf die Verformungsrippe zur ersten Wellerwälzbuchse so ausgerichtet ist,- daß ihre Verformungsrippe in die Wellentäler des Wellrohres eintaucht. Durch die Anordnung zweier Weilerwälzbuchsen werden die Verformungskräfte innerhalb des Werkzeugs aufgefangen und es ist keine weitere Halterung des Rohres erforderlich. Zwischen den beiden Weilerwälzbuchsen ist eine Ringscheibe konzentrisch zum Rohr angeordnet, die zwei in radialer Richtung verlaufende, um 180° versetzt zueinander angeordnete Langlöcher aufweist, in welchen stirn-

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seitig an den Buchsen angeordnete Zapfen geführt sind. Diese Ringscheibe gewährleistet, daß die "beiden Weilerwälzbuchsen stets synchron zueinander sind. Während ihres exzentrischen Umlaufes um das zu wellende Metallrohr bewegen sich die Zapfen in den Langlöchern.

Pur die Erreichung einer einwandfreien Wellung ist es. yrorteilhaft, die Weller pendelfrei im Wellerkopf zu lagern. Dies kann beispielsweise durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Kugellager bzw. durch ein Nadellager gelöst werden. Wie bereits oben erwähnt, werden die Wellerwälzbuchsen durch Abwälzen auf der Rohroberfläche angetrieben. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Weller mit den Wellerwälzbuchsen über ein Getriebe mit dem Antrieb des Wellerkopfes zu koppeln. Jedoch ist diese Art des Antriebs recht kompliziert, so daß hiervon nur Gebrauch gemacht werden sollte, wenn es darum geht, eine Wellung zu erzeugen, die allerhöchsten Ansprüchen genügt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

An einer angetriebenen Hohlwelle 1 einer bekannten Wellvorrichtung, die vorzugsweise Teil einer Rohrfertigungsanlage ist, in welcher in nicht dargestellter Weise ein längseinlaufendes Metallband zum Schlitzro.hr geformt, längsnahtverschweißt und anschließend gewellt wird, ist ein Weller 2 lösbar angebracht. Die Hohlwelle 1 weist eine Durchgangsöffnung 3 für das längsnahtgeschweißte glatte Rohr 4 auf. Der Weller 2 ist exzentrisch an einem an die Hohlwelle 1 angeschraubten Wellerkopf 1a befestigt, und zwar über Schrauben 5» die durch Langlöcher 6 in der Wellerhalterung

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hindurchgeführt sind. Die Weilerwälzbuchse 8 ist in den Weller 2 eingeschraubt und über die Kugellager 9 in der We11erhalterung 7 frei drehbar gelagert. Die Wellerwälzbuchse 8 weist, wie dargestellt, eine Verformungsrippe 10 mit fünf Schraubengängen auf (siehe Pig. 1). Die schraubenförmige Verformungsrippe erzeugt eine ringförmige Wellung im Rohr 4·

Ein gleichartiger Weller 2a ist in Durchlaufrichtung des Rohres 4 hinter dem Weller 2 angeordnet, mit dem Unterschied, daß seine Exzentrizität um 180 verschoben ausgerichtet ist, so daß die Verformungsrippe 10a an der entgegengesetzten Seite zur Verformungsrippe 10 an dem Rohr 4 angreift. Zwischen den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a ist eine Ringscheibe 11 angeordnet, die eine Durchtrittsöffnung 12 für das Wellrohr 13 sowie zwei sich in radialer Richtung erstreckende Langlöcher 14 und 15 aufweist, in welchen an den Wellern 2 und 2a befestigte Zapfen 16 eingreifen. In den Weller 2a ist ebenfalls eine Weilerwälzbuchse 8a eingeschraubt und über Kugellager 9a in der Wellerhalterung 7a frei drehbar gelagert« Hinsichtlich des AbStandes zwischen den Wellern 2 und 2a sowie hinsichtlich ihrer Stellung in Umfangsrichtung ist die eigentliche Wellerwälzbuchse 8a so ausgerichtet, daß ihre Verformungsrippe 10a in die von der Verformungsrippe 10 erzeugte Wellung genau eingreift. Bei Rotation der Hohlwelle 1 bzw. des Wellerkopfes 1a laufen die Weller 2 und 2a exzentrisch um die Rohrachse und drücken dabei mittels der Verformungsrippen 10 und 10a in den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a die Wellung in das Rohr 4 ein. Dabei wälzen sich die Wellerwälzbuchsen 8 und 8a auf der Rohroberfläche ab. Dadurch, daß das Verhältnis der lichten Weite D der Wellerwälzbuchse 8 und 8a und des Außendurchmessers d im Bereich eines Wellentales, wie im Beispiel dargestellt, 2 : 1 beträgt, umläuft die Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a das Rohr 4 bzw. das Wellrohr 13 einmal, wenn der Wellerkopf 1a sich zweimal gedreht hat.

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Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die nachfolgenden Schraubengänge der Verformungsrippen 10 bzw, 10a genau in die Wellung des Wellrohres 13 eintauchen. Die nachfolgenden Gewindegänge, insbesondere die Gewindegänge der Verformungsrippe 10a, dienen im wesentlichen der Kalibrierung der Wellform. Der Weller 2a hat darüber hinaus noch die Aufgabe, die Verformungskräfte aufzufangen.

Die Exzentrizität der Weller 2 und 2a wird über Stellschrauben 17 und 17a, wie an sich bekannt, eingestellt.

In der Pig. 2 ist eine Wellvorrichtung dargestellt, die der Herstellung schraubenlinienförmig gewellter Rohre dient. Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach Pig. 1 sind die Verformungsrippen 10 bzw. 10a in der Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a durch fünf im gleichen Abstand hintereinander angeordnete Ringe gebildet.

In der Pig. 3 ist die Umlaufbahn eines Eingriffspunktes 1' bis 16' einer Wellerwälzbuchse 8 bzw. 8a verdeutlicht. Der Punkt A₁ befindet sich nach einem halben Umlauf des Wellerkopfes la an dem Punkt A₁', nach einem Umlauf des Wellerkopfes 1a bei dem Punkt A₁ ¹S nach 1,5 Wellerkopfumlaufen beim Punkt A₁ ¹" und nach zwei Weilerkopfumläufen wieder am Punkt A₁, Wie deutlich ersichtlich, ist die Umlaufbahn eine sogenannte Herzkurve.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß durch sie eine ringförmige Wellung herstellbar ist, die so gleichmäßig und sauber kalibriert ist, daß sie den hohen Anforderungen in der Hochfrequenztechnik vollauf genügt. Gewellte Rohre, insbesondere aus Kupfer, werden in der Hochfrequenztechnik zur Übertragung von Energie verwendet. So sind beispielsweise Hohlleiter

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als Wellrohre ausgebildet, ebenso wie koaxiale Hochfrequenzkabel, welche aus zwei durch geeignete Abstandshalter konzentrisch zueinander gehaltenen Wellrohren bestehen. Ebenfalls sind Hochfrequenzkabel bekannt, bei denen auf dem massiven oder rohrförmigen Innenleiter eine Schaumstoffschicht angeordnet ist, auf der ein Wellrohr als Außenleiter aufliegt. Es ist aber auch möglich, besonders tief gewellte Rohre mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen. Dies resultiert aus der großen Durchmesserdifferenz zwischen den Wellerwälzbuchsen 8 und 8a und dem Rohr 4 und daher, daß die Exzentrizität der Weller 2 bzw. 2a gleich dem Rohrradius im Bereich eines Wellentales ist.

Desgleichen ist es möglich, mit der Vorrichtung gemäß der Lehre der Erfindung schraubenlinienförmig gewellte Rohre herzustellen, für die die gleichen oben erwähnten Vorteile gelten.

Claims

19. 10, 1981 AP B 27 C / 231 400 23U00 2 *"7"> Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung zum Wellen von Rohren aus plastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere von Kabelmänteln aus Metall, durch welche das Rohr kontinuierlich hindurchgeführt wird, bestehend aus einer Wellerwälzbuchse mit einer an ihrer Innenfläche angeordneten, in Längsrichtung des Rohres gesehen an nacheinanderfolgenden Punkten angreifenden Verformungsrippe, welche in einem drehantreibbaren Wellerkopf frei drehbar gelagert ist, wobei die lichte Weite der Wellerwälzbuchse größer ist als der Durchmesser des zu wellenden Rohres und die Wellerwälzbuchse exzentrisch zum Rohr gelagert ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis des inneren Durchmessers der durch die Verformungsrippe (10, 10a) gebildeten lichten Weite (D) und des Außendurchmessers (d) des Wellrohres (13) im Bereich eines,Wellentals 2 : 1 oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ist, mit einer maximalen Abweichung von 5 %.

2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die maximale Abweichung höchstens 1 % beträgt.

3« Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verformungsrippe (10) schraubenlinienförmig verläuft.

4. Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß die Verformungsrippe (10, 10a) aus mindestens drei Gewindegängen besteht.

5« Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß die Höhe der Verformungsrippe(n) (10) vom Beginn des Gewindeganges über einen

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6. Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß der Einlaufbereich aich über mindestens 720° erstreckt,

7# Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß zwei oder mehrere Verformungsrippen (10, 10a) in der Weilerwälzbuchse (8, 8a) angeordnet sind,

8, Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verformungsrippe (10, 10a) durch mehrere in gleichem Abstand zueinander angeordnebe ringförmige Rippen gebildet ist,

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9. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens drei ringförmige Rippen (10, 10a) vorgesehen sind,

10, Vorrichtung nach Punkt 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Höhe der Verformungsrippen (10) vom Einlauf über einen Bereich bis zur maximalen Höhe zunimmt,

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Bereich bis zur maximalen Höhe zunimmt,

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rippen (10) der ersten Wellerwälzbuchse (8) so ausgerichtet ist, daß ihre Verformungsrippen (10a) in die Wellentäler des Wellrohres (13) eintauchen.

11, Vorrichtung nach Punkt 8 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß der Einlaufbereich sich über mindestens zwei Verformungsrippen (10) erstreckt,

12, Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß in Durchlaufrichtung gesehen hinter der Weilerwälzbuchse (8) eine weitere Wällerwälzbuchse (8a) im Wellerkopf (1a) angeordnet ist, deren Exzentrizität um 180° versetzt zu der ersten Wellerwälzbuchse (8) gerichtet und die im Bezug auf die Verformungs-

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13- Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß die Weller (2, 2a) pendelfrei im Wellerkopf (1a) gelagert sind.

14. Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß die Weller (2, 2a) über ein Getriebe vom Antrieb des Wellerkopfes (1a) gesondert angetrieben sind. ,

15. Vorrichtung nach Punkt 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den beiden Wellerwä'lzbuchsen (8, 8a) eine Ringscheibe (11) konzentrisch zum Wellrohr (13) angeordnet ist, die zwei in radialer Richtung verlaufende, um 180° versetzt zueinander angeordnete Langlöcher (14; 15) aufweist, in welchen stirnsei tig an den Wellern (2, 2a) angeordnete Zapfen (16) geführt sind.

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