DE69625525T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gefalzten schraubennahtrohren - Google Patents

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Herstellen eines spiralförmig gewickelten Rohrs, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Spiralnahtrohrs aus einem Metallband; siehe zum Beispiel US-A-3,604,464. Das Rohr kann, zum Beispiel, in Belüftungskanalsystemen verwendet werden.
HINTERGRUND
• Eine bekannte Maschine zum Herstellen von Spiralnahtrohren ist in der britischen Patentveröffentlichung GB 2,213,748 offenbart, die hier unter Bezugnahme darauf eingeschlossen wird. Bei dieser Maschine wird ein Metallband zu einem Formkopf mittels Antriebsrollen zugeführt und ein spiralförmig gewickeltes Nahtrohr wird durch Zusammenpressrollen bzw. -walzen, die dem Formkopf zugeordnet sind, gebildet.
• Eine andere, bekannte Maschine zum Herstellen von einem spiralförmig gewickelten Rohr ist in der britischen Patentveröffentlichung GB 1,168,178 offenbart, wobei die Fig. 3 und 4 unterschiedliche Nähte darstellen.
• Die Technologie, die sich auf solche Maschinen bezieht, ist ausreichend für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt. Derzeit sind mehrere, weiterentwickelte Maschinen eines ähnlichen Typs auf dem Markt erhältlich. Allerdings leiden diese Maschinen noch unter einigen spezifischen Nachteilen.
• Bei der Herstellung von Spiralnahtrohren des vorliegenden Typs tendiert die Nahtverbindung dazu, zu gleiten, was zu einer nicht erwünschten Änderung in dem Rohrdurchmesser führt. Die allgemeine Lösung für dieses Problem ist diejenige, den Druck der Zusammenpressrollen, die auf die verbundene Naht einwirken, in dem Formkopf zu erhöhen. Allerdings kann ein solcher erhöhter Zusammenpressdruck eine Beschädigung an und Unzulänglichkeiten in der verbundenen Naht ebenso wie an bzw. in den angrenzenden Bereichen des Metallbands, das das Rohr bildet, verursachen. Demzufolge ist die Einstellung des Zusammenpressdrucks für die Qualität der Verbindungsnaht und des sich ergebenden Rohrs kritisch.
• Zusätzlich zu dem Zusammenpressdruck muss der Bediener, der die Maschine laufen lässt, mehrere andere Parameter berücksichtigen, wie beispielsweise die Dicke des Metallbands, die Schmierung desselben, und eine mögliche Abnutzung von unterschiedlichen Maschinenkomponenten, zum Beispiel der Rollen bzw. Walzen. Demzufolge werden hohe Anforderungen an das Wissen und die Erfahrung des Bedieners gestellt.
• Im Hinblick auf die Erfahrung des Bedieners ist es schwer, einen Schlupf oder ein Gleiten in der Naht zu vermeiden. Eine unerwünschte Vergrößerung des Rohrdurchmessers kann entweder bei der Herstellung, unmittelbar nach dem Bilden des Kopfs, oder beim Lagern, bei der Handhabung und beim Transport der Rohre auftreten. Es sollte angemerkt werden, dass der Rohrdurchmesser auch in unerwünschter Weise aufgrund eines Schlupfes der Naht verringert werden kann, zum Beispiel dann, wenn Rohre Druckkräften von der Außenseite unterworfen werden.
• Die Änderung im Rohrdurchmesser ist immer ein Problem, da die Rohre, die geliefert werden, nicht die Spezifikationen und Anforderungen der Kunden erfüllen.
• Spezifische Probleme werden dann vorgefunden, wenn die Rohre in Ventilationssystemen, befestigt an unterschiedlichen Untergründen, verwendet werden. Zum Beispiel können Vibrationen, verursacht durch Lüfter und eine ähnliche Ausrüstung, einen Schlupf der Naht bewirken, was, wiederum, zu einer nicht erwünschten Leckage von Luft und zu Druckabfällen führt. In sehr ernsthaften Fällen kann ein Schlupf der Naht der Belüftungskanäle eine sichere Funktion des gesamten Belüftungssystems gefährden.
• In Belüftungskanalsystemen werden unterschiedliche Anschlussstücke mit den spiralförmig gewickelten Nahtrohren verbunden, die den Hauptteil des Systems bilden. Solche Anschlussstücke sind Bänder, T-Stücke, Dämpfer und Geräuschdämpfer, usw.. Die Anschlussstücke werden normalerweise in das Ende der Rohre eingesetzt und ein Dichtring an dem eingesetzten Bereich des Anschlussstücks stellt eine sichere Abdichtung sicher. Allerdings entsteht, falls das Rohr einen unerwünscht vergrößerten Durchmesser hat, ein Risiko dahingehend, dass eine ausreichende Dichtung nicht in der Verbindung zwischen dem Anschlussstück und dem Rohr erhalten werden kann. Dies kann zu der Leckage und den Druckabfallproblemen, die vorstehend diskutiert sind, führen, was zu Energieverlusten und erhöhten Betriebskosten führt.
• In anderen Fällen ist das Anschlussstück nicht mit einer vormontierten Dichtung versehen, sondern die Verbindung zwischen der Außenseite des Anschlussstücks und der Innenseite des Rohrs ist mit einem Mastix zu Dichtzwecken gefüllt. Falls der Spalt aufgrund eines unerwünscht erhöhten Rohrdurchmessers zu groß ist, kann eine ausreichende Dichtung nicht mittels des Mastix erhalten werden. Gerade wenn der Mastix sicher befestigt ist, können Probleme später aufgrund eines erhöhten Rohrdurchmessers, verursacht durch Vibrationen, Luftdruckspitzen, usw., auftreten.
• Weiterhin ist eine Änderung im Rohrdurchmesser nachteilig, wenn vorgefertigte, ringförmige Befestigungsvorrichtungen und dergleichen auf die Außenseite des Rohrs aufgebracht werden. Solche Vorrichtungen passen nicht, wenn sich der Rohrdurchmesser geändert hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile durch Schaffen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Herstellen von Spiralnahtrohr mit keinem oder einem sehr geringen Risiko eines Schlupfs der Naht oder eines Gleitens in irgendeiner Richtung zu beseitigen.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Spiralnahtrohren zu schaffen, die deren Durchmesser während der Lagerung, der Handhabung, des Transports, des Versands und der Befestigung an der endgültigen Stelle beibehalten.
• Eine spezifische Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach an existierende Maschinen angepasst werden können.
• Gemäß der Erfindung werden diese Aufgaben durch ein Verfahren und eine Vorrichtung und ein Rohr, wie dies in den beigefügten, unabhängigen Ansprüchen 1, 5 und 13 angegeben ist, gelöst, wobei bevorzugte Ausführungsformen und Varianten davon in den dazu in Bezug stehenden Unteransprüchen definiert sind.
• Die Erfindung macht es möglich, einen Schlupf einer Naht zu vermeiden und weitere Vorteile zu erreichen.
• Ein wichtiger Vorteil ist derjenige, dass die beabstandeten Deformationen an der Naht unmittelbar anzeigen, dass das in Rede stehende Rohr eine sicher verbundene Naht besitzt, was wiederum zu einem konstanten Durchmesser des Rohrs führt. Ein anderer Vorteil ist derjenige, dass die Mittel zum Erzielen der Verbindungsdeformationen entweder in neue Maschinen eingeschlossen werden können oder leicht an existierenden Maschinen als zusätzliche Ausrüstung montiert werden können.
• Da die Verbindungsdeformationen an der Naht des Rohrs als erweiterte Bereiche gebildet sind, kann die Abnutzung der Mittel, die die Verbindungsdeformationen liefern, sehr niedrig gehalten werden. Am bevorzugtesten besitzt eine Zusammenpresswalze der Zusammenpressanordnung eine Umfangsnut, die mit mindestens einer Vertiefung zum Bilden der erweiterten Bereiche der Naht versehen ist.
• Vorzugsweise wird mindestens eine Verbindungsdeformation auf der spiralförmigen Windung der Naht vorgesehen, um das Risiko eines Schlupfs in derselben zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen anhand eines Beispiels darstellen.
• Fig. 1 stellt schematisch eine Maschine zum Herstellen eines Spiralnahtrohrs dar.
• Fig. 2 stellt schematisch eine Zusammenpressanordnung dar, die in einer Maschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
• Fig. 3 stellt ein spiralförmig gewickeltes Nahtrohr, hergestellt nach einem Verfahren und mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dar.
• Fig. 4 stellt, in einem größeren Maßstab, eine Verbindungsnaht des Rohrs, dargestellt in Fig. 3, dar.
• Fig. 5 stellt, in einem größeren Maßstab, einen Querschnitt der Verbindungsnaht, dargestellt in Fig. 3, dar.
• Fig. 6 zeigt eine Teilansicht einer Ausführungsform einer Zusammenpresswalze.
• Fig. 7 stellt eine Vertiefung der Zusammenpresswalze der Fig. 6 dar.
• Fig. 8 stellt einen Teil der Zusammenpresswalze der Fig. 6 von der Seite aus dar.
• Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht der Zusammenpresswalze der Fig. 6, eine Naht darstellend, angezeigt durch strichpunktierte Linien.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können im Prinzip bei einer Maschine des Typs angewandt werden, der allgemein in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Maschine entspricht grundsätzlich der Maschine, die in der Veröffentlichung GB-A- 2,213,748, die in der Einleitung erwähnt ist, beschrieben ist, wobei einige Bauelemente 47, 48, die sich auf eine Ausführungsform der Erfindung beziehen, die später beschrieben wird, in Fig. 1 hinzugefügt sind. Ein Metallband 12 wird zu einem Formungskopf 14 durch Antriebsrollen 11 (Pfeil A) zugeführt. Die Längskantenbereiche 16 des Bands 12 können in einer bekannten Art und Weise durch Rollen bzw. Walzen 13 gebildet werden. In dem Formungskopf 14 wird das Band 12 zu einer Spiralform geformt, wodurch die Kantenbereiche 16 in einen Eingriff miteinander gebracht werden. Eine Zusammenpressanordnung 22, 23, 24 ist dem Formungskopf 14 zugeordnet und umfasst Zusammenpresswalzen 17, 18, 19 zum Zusammenpressen der ineinander eingreifenden Kantenbereiche 16 des Bands 12, um eine spiralförmig gewickelte Naht 25 an einem Rohr, allgemein bezeichnet mit 15, zu bilden. Bei der Herstellung wird das Rohr 15 positiv von dem Formungskopf 14 in einer Richtung, dargestellt durch einen Pfeil B, durch eine Zuführkraft des Bands 12 herausgeführt. Das Rohr 15 wird zu erwünschten Längen durch eine Schneidvorrichtung (nicht dargestellt) geschnitten.
• Die Maschine, dargestellt in Fig. 1, kann mittels einer Zusammenpressvorrichtung des Typs, der in Fig. 2 dargestellt ist, verbessert werden. Diese Zusammenpressvorrichtung kann entweder in dem Formungskopf 14 oder in Verbindung damit montiert sein. Die Zusammenpressvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform weist eine Zusammenpresswalze 30 auf, die eine Welle 31 besitzt, die drehbar durch Lager 32 (schematisch dargestellt), befestigt an dem Formungskopf 14 (siehe Fig. 1), gedreht wird. Eine Gegenwalze 34, die eine Welle 35 besitzt, die drehbar durch Lager 36 (schematisch dargestellt), befestigt an dem Formungskopf 14 (siehe Fig. 1), gehalten ist, ist innerhalb eines Rohrs 33 angeordnet. Eine Naht 37 des Rohrs 33 wird zwischen den Umfängen der zwei Walzen 30, 34 an einem Zusammenpresspunkt zusammengepresst. Der Zusammenpressdruck ist durch eine Vorrichtung 38 (schematisch dargestellt) einstellbar, die auf die Welle 31 in den Richtungen der Pfeile einwirkt.
• Die Zusammenpresswalze 30 besitzt eine Umfangsnut 39 mit mindestens einer Quervertiefung 40 (siehe Fig. 6-9). An dem Zusammenpresspunkt zwischen den zwei Walzen 30, 34 bildet diese Vertiefung 40 sich ineinander verriegelnde Deformationen 41 an der Verbindungsnaht 37. Die sich ineinander verriegelnden Deformationen 41 sind auf der spiralförmigen Verbindungsnaht 37 beabstandet.
• Die Vorrichtung, dargestellt in Fig. 2, arbeitet wie folgt. Ein Metallband 12 mit Längskantenbereichen 16, die durch Walzen 13 (siehe Fig. 1) gebildet sein können, werden in dem Formungskopf 14 gebildet. Um einen Schlupf der Verbindungsnaht zu vermeiden, werden die Eingriffskantenbereiche 16 deformiert und durch die Deformationen 41, gebildet durch die Vertiefung 40 der Zusammenpresswalze 30, miteinander verbunden. In der ersten Ausführungsform, dargestellt in Fig. 2, liegen die beabstandeten Deformationen 41 in der Form von erweiterten Bereichen der Verbindungsnaht 37 vor. Auf diese Art und Weise werden die eingreifenden Kantenbereiche 16 miteinander in der Verbindungsnaht 37 fest verbunden, was wiederum zu einem Rohr 33 mit einem konstanten Durchmesser führt. Ein Schlupf in der Verbindungsnaht 37 wird verhindert.
• Ein wichtiger Vorteil, der sich auf das Merkmal bezieht, das die sich miteinander verbindenden Deformationen an der Verbindungsnaht 37 in der Form von erweiterten Bereichen davon vorgesehen sind, ist derjenige, dass die Abnutzung der Zusammenpresseinrichtung zum Bilden der Deformationen auf einem sehr niedrigen Level in Bezug auf eine bekannte Ausrüstung zum Herstellen von Spiralnahtrohr gehalten werden kann. Eine angeschwollene oder erweiterte Deformation 41 ist in größerem Detail in Fig. 4 dargestellt, und die Verbindungsnaht 37 ist in Fig. 5 dargestellt.
• Die Vertiefung 40 der Zusammenpresswalze 30 der ersten Ausführungsform ist im Detail in den Fig. 6-9 dargestellt. Die Vertiefung 40 ist breiter als die Nut 39 in Bezug auf die Dicke der Zusammenpresswalze 30. Der Schnitt der Fig. 9 stellt die Deformation 41 der Verbindungsnaht in der Vertiefung 40 dar.
ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Gemäß den Ausführungsformen der Zusammenpresswalze, die beschrieben sind, ist die Zusammenpresswalze außerhalb des Rohrs angeordnet, wogegen die Gegenwalze innerhalb des Rohrs angeordnet ist. Es wird allerdings ersichtlich werden, dass die vorgesehenen Deformationen auch dann erreicht werden können, wenn die Zusammenpresswalze innerhalb des Rohrs angeordnet ist und die Gegenwalze außerhalb des Rohrs angeordnet ist. Die Mittel (zum Beispiel eine Vertiefung oder ein Wulst) zum Erzielen der sich miteinander verriegelnden Deformationen an der Verbindungsnaht können auf dem Umfang entweder der Zusammenpresswalze oder der Gegenwalze vorgesehen sein. Weiterhin kann mehr als eine solche Vertiefung oder ein Wulst auf der Zusammenpresswalze oder der Gegenwalze vorgesehen sein. Das Wichtige dabei ist dasjenige, dass der vorgesehene, miteinander verbindende Effekt an der Verbindungsnaht erreicht wird.
• Es wird auch ersichtlich werden, dass die zwei Ausführungsformen der Zusammenpresswalze in einer solchen Art und Weise kombiniert werden können, dass eine Zusammenpresswalze mit sowohl Vertiefungen als auch Wulsten des Typs, der dargestellt ist, versehen sein kann.

Claims (15)

1. Verfahren zum Herstellen von Spiralnahtrohr aus einem Metallband (12) mit Längskantenabschnitten (16), das die folgenden Schritte umfasst: Zuführen des Bandes (12) zu einem Formkopf (14); Formen des Bandes (12) in Spiralform in dem Formkopf (14), wobei die Kantenabschnitte (16) des spiralartig geformten Bandes (12) miteinander in Kontakt gebracht werden; Zusammenpressen der miteinander in Kontakt befindlichen Kantenabschnitte (16) des Bandes (12), um eine Spiralnaht (37) an einem Rohr (33) herzustellen, das in dem Formkopf (14) geformt wird; und Ausleiten des Spiralnahtrohrs (33) aus dem Formkopf (14); wobei beabstandete Verformungen (41) an der Naht (37) vorhanden sind, um die miteinander in Kontakt befindlichen Kantenabschnitte (16) des Bandes (12) in der Naht (37) ineinander eingreifen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinander eingreifenden Verformungen als verlängerte, voneinander beabstandete Abschnitte (41) an der Naht (37) ausgebildet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ineinander eingreifenden, verlängerten Abschnitte (41) in einem Vorgang erzeugt werden, der in Verbindung mit dem Formkopf (14) ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein eingreifender verlängerter Abschnitt (41) an jeder Spiralwindung der Naht (37) vorhanden ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ineinander eingreifenden verlängerten Abschnitte (41) quer über die Naht (37) ausgebildet werden.

5. Vorrichtung zum Herstellen von Spiralnahtrohr aus einem Metallband (12) mit Längskantenabschnitten (16), die eine Einrichtung (11), die das Band (12) zu einem Formkopf (14) zuführt, eine Einrichtung, die das Band (12) in dem Formkopf (14) in Spiralform formt und die Kantenabschnitte (16) des spiralförmigen Bandes (12) miteinander in Kontakt bringt; eine Zusammenpress-Baugruppe (30, 34), die die miteinander in Kontakt befindlichen Kantenabschnitte (16) des Bandes (12) zusammenpresst, um eine Spiralnaht (37) an einem Rohr (33) herzustellen, das in dem Formkopf (14) geformt wird; eine Einrichtung, die das Spiralnahtrohr (33) aus dem Formkopf (14) herausleitet; und eine Einrichtung (30, 34, 40), die beabstandete Verformungen (41) an der Naht (37) erzeugt, um die in Kontakt befindlichen Kantenabschnitte (16) des Bandes (12) in der Spiralnaht (37) ineinander eingreifen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht-Vertormungseinrichtung (30, 34, 40) so ausgeführt ist, dass sie die ineinander eingreifenden Verformungen als verlängerte, voneinander beabstandete Abschnitte (41) an der Naht (37) ausbildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Verformungseinrichtung (30, 34, 40) eine drehbare Zusammenpresswalze (30) mit einem Umfang und eine drehbare Gegenwalze (34) mit einem Umfang umfasst, wobei die Naht (37) zwischen den Umfängen der Walzen (30, 34) an einem Zusammenpresspunkt zusammengepresst wird und eine der Walzen (30) eine Einrichtung (40) an ihrem Umfang aufweist, mit der die ineinander eingreifenden verlängerten Abschnitte (41) an der Naht (37) an dem Zusammenpresspunkt erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Zusammenpresswalze (30) mit einer Umfangsnut (39) versehen ist, die wenigstens eine Vertiefung (40) zum Erzeugen der ineinander eingreifenden verlängerten Abschnitte (41) der Naht (37) umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vertiefung (40) quer zu der Umfangsnut (39) der Zusammenpresswalze (30) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, wobei die Zusammenpresswalze (30) außerhalb des Rohrs (33), das geformt wird, angeordnet ist und die Gegenwalze (34) innerhalb des Rohrs (33), das geformt wird, angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, wobei die Zusammenpresswalze (30) und die Gegenwalze (34) jeweils Wellen (31, 35) aufweisen, die von dem Formkopf (14) drehbar getragen werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, die des Weiteren eine Einrichtung (38) umfasst, die den Zusammenpressdruck zwischen den Walzen (30, 34) reguliert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-11, wobei die Verformungseinrichtung (30, 34, 45) in Verbindung mit dem Formkopf (14) angeordnet ist.

13. Spiralnahtrohr, das spiralartig aus einem Metallband (12) mit Längskantenabschnitten (16) geformt wird, die in einer Spiralnaht (37) ineinander eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralnaht (37) Verformungen in Form beabstandeter, verlängerter Abschnitte (41) aufweist, die die ineinander eingreifenden Kantenabschnitte (16) des Bandes (12) in der Naht (37) fixieren.

14. Rohr nach Anspruch 13, das wenigstens einen eingreifenden, verlängerten Abschnitt (41) an jeder Spiralwindung der Naht (37) umfasst.

15. Rohr nach Anspruch 13 oder 14, wobei die ineinander eingreifenden, verlängerten Abschnitte (41) quer über die Naht (37) ausgebildet sind.