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WO2015024548A2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines wickelfalzrohres sowie ein mit der vorrichtung und nach dem verfahren aus einem profilierten metallband hergestelltes wickelfalzrohr - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines wickelfalzrohres sowie ein mit der vorrichtung und nach dem verfahren aus einem profilierten metallband hergestelltes wickelfalzrohr Download PDF

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WO2015024548A2
WO2015024548A2 PCT/DE2014/000412 DE2014000412W WO2015024548A2 WO 2015024548 A2 WO2015024548 A2 WO 2015024548A2 DE 2014000412 W DE2014000412 W DE 2014000412W WO 2015024548 A2 WO2015024548 A2 WO 2015024548A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal strip
fold
profile
edge bead
profiled
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2014/000412
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English (en)
French (fr)
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WO2015024548A3 (de
Inventor
Horst Hahn
Hans-Georg Anton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fritz Hahn & Co KG GmbH
Original Assignee
Fritz Hahn & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Hahn & Co KG GmbH filed Critical Fritz Hahn & Co KG GmbH
Publication of WO2015024548A2 publication Critical patent/WO2015024548A2/de
Publication of WO2015024548A3 publication Critical patent/WO2015024548A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/121—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams with seams being neither welded nor soldered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/126—Supply, or operations combined with supply, of strip material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
    • F16L9/165—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement of metal

Definitions

  • the present invention relates to a device for
  • the winding device comprises a plurality of arranged on the outer circumference of the tube to be wound support rollers, one inner and one outer, at the inlet point of the tape in the
  • Winder arranged connecting roller, a spaced before the connecting rollers feed roller pair, arranged between the connecting rollers and the feed roller pair tape guide, arranged between the tape guide and the connecting rollers pressure roller and a further tape guide, which is arranged in front of the feed roller pair.
  • Spiral ducts are widely used in ventilation technology and are used there as flexible or rigid pipes in a variety of ways. Winding a sheet metal strip into a pipe is a common technique. Generic devices for producing such Windelfalzrohre are known from DE 30 22 575 C3, EP 0 182 001 Bl, DE 35 40 125 C3 or DE 198 30 401 Cl.
  • the object of the present invention is to provide an apparatus and a method by means of which rigid spiral ducts with different diameters can be produced quickly and inexpensively.
  • the task is solved by providing a
  • Metal bands are suitable.
  • the object is further achieved by the use of a profiled metal strip, which has only smooth straight surfaces, wherein the angles are held so that a dense stacking and rolling of the metal bands is made possible.
  • Windelfalzrohres by helically winding a profiled metal strip from a winding device with circular on the outer circumference of the tube to be wound
  • Winding device arranged connecting roller, one arranged at a distance in front of the connecting rollers
  • the pair of intake rollers is adapted to the profiled metal band, which has a lateral fold and an edge thickness, and thereby as a profiling tool with a profile
  • a profiled metal strip is used whose profile is formed in an advantageous embodiment so that after the profiling of the flat starting band
  • the profiled metal strip has a lateral fold formed as a right-angled isosceles triangle and an edge bead which is designed as a trapezoidal depression with an opening angle of 130 ° to 140 °, preferably approximately 135 °.
  • the metal strip, the support angle for the fold and the edge thickness are respectively 40 to 50 °, preferably about 45 °, so that a particularly dense stacking and rolling of the metal strip without problems by jamming or slipping is possible.
  • the metal strip After deformation, the metal strip is guided over a tape guide to the connecting rollers, wherein a pressure roller and a guide pin is passed.
  • the pressure roller ensures that the lateral fold of the metal strip folds over when connecting the endless belt to the right side.
  • the tube winding machine is on the opposite side to the pressure roller between
  • An advantageous embodiment of the guide pin provides that it tapers conically at its insert tip and is designed quasi as a set screw, with which the back pressure can be adjusted.
  • the pair of connecting rollers is at the inlet of the
  • Metal band arranged in the winding device and consists of a larger outer connecting roller and a
  • Connecting rollers are designed so that the seam after joining completely on the outside of the
  • the profile of the connecting rollers is adapted to the profile of the metal strip, wherein the inner and outer connecting rollers each have on their outer circumference a the fold of the band adapted profile and the outer
  • the edge thickness of the band has adapted profile, which is formed in a preferred embodiment as a rectangular depression. Is laterally offset in the middle of the rectangular recess and / or in the outer roller
  • a further advantageous embodiment of the profiled connecting rollers provides that the profile adapted to the rebate is provided with an in-mold at the outer circumference of the connecting rollers
  • the subject of the present invention is also a method for producing a rigid Wickelfalzrohres by
  • the smooth metal strip is profiled. Subsequently, the metal strip is further deformed during insertion into the tube winding machine. The deformed metal strip is precessed by means of a pressure roller and a guide pin and finally over
  • the present invention furthermore relates to a profiled metal strip which has in each case a lateral fold and an edge bead, the fold being a right-angled isosceles triangle and the edge bead being a trapezoidal depression having an opening angle of 130 ° to 140 °,
  • Support angle for the fold and the edge thickness each 40 ° to 50 °, preferably about 45 °, amount.
  • Another object of the present invention is produced in the device according to the invention.
  • Windelfalzrohr whose inner wall has a smooth surface.
  • Fig. 1 is a schematic section in the direction of
  • Fig. 3 each have a radial and an axial section through the
  • Fig. 4 each have a radial and an axial section through the
  • Fig. 5 is a sectional view of the guide pin
  • Metal band (cross-section), Fig. 6 each have a radial and an axial section through the
  • Fig. 7 shows an axial section through the outer connecting roller with two additional, enlarged
  • Fig. 8 shows the schematic sequence of the folding of the
  • FIG. 1 shows, in a sectional view, the device 1 according to the invention for producing a rigid spiral-folded tube, the section being cut in the direction of the FIG
  • the profiled strip 6 is guided by a coil or directly from a profiling plant via a strip guide 12, 13, which consists of two pairs of rolls 12, 13, to the intake roller pair 7, 8 of the tube winding machine 1.
  • a strip guide 12, 13, which consists of two pairs of rolls 12, 13, to the intake roller pair 7, 8 of the tube winding machine 1.
  • the profile of the metal strip 6 is not visible. The peculiarities of the profile, however, will be discussed later, in particular on the basis of the below
  • Pressure roller 11 causes a pre-curvature the metal band 6 and the leg of the fold 19a at
  • the guide pin 14 presses against the leg of the edge bead 20a and thus causes a Vorkrümmung, whereby the correct folding of the edge bead 20a is ensured when connecting the metal strip 6. This process will be described later with reference to FIG. 5
  • the connecting roller pair 4, 5 consists of a larger outer connecting roller 5 and a smaller inner connecting roller 4, by means of which the endless metal belt 6 is connected to a tube 2.
  • the connection process itself will be explained later with reference to Figures 6 and 7 in detail. Furthermore, the connection process itself will be explained later with reference to Figures 6 and 7 in detail. Furthermore, the connection process itself will be explained later with reference to Figures 6 and 7 in detail. Furthermore, the connection process itself will be explained later with reference to Figures 6 and 7 in detail. Furthermore, the
  • Tube winding machine 1 according to the invention circular on
  • Diameter especially in the range between 80 and 300 mm can be easily realized.
  • Metal strip 6a is obtained via the intermediate stages 6b and 6c at the end of the profiled metal strip 6d in the form as it is introduced into the tube winding machine according to the invention.
  • Profile can be in a single step in one
  • profiled band 6 is lightweight and tightly stackable. This is achieved when the support angle A of the edge bead 20 and the lateral fold 19 between 40 ° and 50 °, preferably about 45 °, wherein the opening angle B is relatively flat and 130 ° to 140 °, preferably about 135 ° , is.
  • Figures 3 and 4 each show a radial and axial
  • the profile of the feed rollers 7, 8 is adapted to the profile of the metal strip 6 to be used during the winding process and has corresponding depressions and elevations in order to further deform the edge bead 20 and the fold 19 of the metal strip 6, wherein the angles favoring the stacking are changed and a Fold 19a and a rim bead 20a are formed, which are suitable to be combined and folded together during the bonding process.
  • Edge bead 20a takes place, so that the edge bead 20a folds over later in the right direction.
  • the guide pin 14 is tapered as one at its insert tip
  • the guide pin 14 is advantageously carried out adjustable, which is achieved in a particularly preferred embodiment by a thread, so that the guide pin 14 can be adjusted as a screw for Profiltechniksaufgäbe.
  • the inner and outer connecting rollers 4, 5 each have a profile adapted to the fold 19a on their outer circumference.
  • the outer connecting roller 5 additionally has on the inner circumference a rectangular depression 18 which is provided as a cavity for the folded seam 16 to be formed. Since the recess is formed only on the outer connecting roller 5, while the inner connecting roller 4 is designed as a smooth counterpart, obtained when connecting the metal strip 5, a winding tube 2, which has an inner wall 15 with a smooth surface.
  • Design of the connecting rollers 4, 5 provides that the profile 19a adapted to the profile on the outer circumference of the
  • Figure 7 shows further details of the outer connecting roller 5, wherein a rounded locking pin 17 can be seen, which protrudes in the center of the recess 18 on the bottom thereof.
  • Verrieglungsen 17 is also demonstrated by means of enlarged sections of the connecting roller 5 shown in Figure 7. It is clear that the locking pin 17 is responsible for a tight and tight compression of the seam 16, which lies completely in the recess 18, so that the inner wall 15 of the tube 2 after the
  • Folding has a smooth surface and the seam 15 is completely on the outside of the tube 2, wherein the torsional strength of the tube 2 is increased.
  • FIG. 8 shows the sequence of folding of the profiled and deformed endless belt 6 to the spiral-folded tube 2, wherein the fold 19a and the edge bead 20a of the metal strip 6 intermesh and are then folded successively, so that the

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Wickelfalzrohres (2) durch schraubenförmiges Wickeln eines profilierten, einen seitlichen Falz (19) und eine Randsicke (20) aufweisenden Metallbandes (6).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines
Wickelfalzrohres sowie ein mit der Vorrichtung und nach dem Verfahren aus einem profilierten Metallband hergestelltes Wickel alzrohr
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Herstellung eines Wickelfalzrohres durch
schraubenlinienförmiges Wickeln eines profilierten, je einen seitlichen Falz und eine Randsicke aufweisenden Metallbandes. Die Wickeleinrichtung umfasst mehrere am Außenumfang des zu wickelnden Rohres angeordnete Stützrollen, jeweils eine innere und eine äußere, an der Einlaufstelle des Bandes in die
Wickeleinrichtung angeordnete Verbindungsrolle, ein im Abstand vor den Verbindungsrollen angeordnetes Einzugsrollenpaar, eine zwischen den Verbindungsrollen und dem Einzugsrollenpaar angeordnete Bandführung, eine zwischen der Bandführung und den Verbindungsrollen angeordnete Andrückrolle und eine weitere Bandführung, die vor dem Einzugsrollenpaar angeordnet ist.
Wickelfalzrohre sind in der Lüftungstechnik weit verbreitet und werden dort als flexible oder starre Rohre auf vielfältige Weise eingesetzt. Das Wickeln eines Blechstreifens zu einem Rohr ist eine gängige Technik. Gattungsgemäße Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Wickelfalzrohre sind aus der DE 30 22 575 C3, der EP 0 182 001 Bl, der DE 35 40 125 C3 oder der DE 198 30 401 Cl bekannt.
Die oben erwähnten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind insbesondere dafür ausgelegt, flexible gewellte Rohre herzustellen. Gerade in der Lüftungstechnik werden jedoch häufig aufgrund ihres geringeren Innenluftwiderstandes und des geringeren Materialbedarfs auch starre Rohre mit einer glatten Innenfläche eingesetzt. Derartige starre Rohre werden
üblicherweise über Rohrwickelmaschinen gefertigt, die mit einem Wickeldorn ausgerüstet sind, was den Nachteil hat, dass
BESTÄTIGUNGSKOPIE je nach Durchmesser des herzustellenden Rohres
unterschiedliche Einzugswinkel eingestellt und gegebenenfalls der Wickeldorn gewechselt werden muss, was zu erheblichen Umrüst Zeiten und entsprechenden Kosten führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe starre Wickelfalzrohre mit unterschiedlichen Durchmessern schnell und kostengünstig hergestellt werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Bereitstellung einer
Vorrichtung, die auf einer Rohrwickelmaschine für flexible Wickelfalzrohre basiert, wobei jedoch spezielle Werkzeugrollen eingesetzt werden, die für den Einsatz von glatten
Metallbändern geeignet sind. Gelöst wird die Aufgabe weiterhin durch den Einsatz eines profilierten Metallbandes, das nur glatte gerade Flächen aufweist, wobei die Winkel so gehalten sind, dass ein dichtes Stapeln und Aufrollen der Metallbänder ermöglicht wird.
Bei der Suche nach einer Möglichkeit, glatte flache
Metallbänder schnell und problemlos in einem Wickelverfahren zu einem starren Wickelfalzrohr zu verarbeiten, wurde
gefunden, dass normale Wickelrohrmaschinen für flexible
Wickelfalzrohre eingesetzt werden können, wenn deren
Werkzeugrollen entsprechend angepasst werden. So besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines
Wickelfalzrohres durch schraubenlinienförmiges Wickeln eines profilierten Metallbandes aus einer Wickeleinrichtung mit kreisförmig am Außenumfang des zu wickelnden Rohres
angeordneten Stützrollen, jeweils einer inneren und einer äußeren, an der Einlaufstelle des Bandes in die
Wickeleinrichtung angeordneten Verbindungsrolle, einem im Abstand vor den Verbindungsrollen angeordneten
Einzugsrollenpaar, einer zwischen den Verbindungsrollen und dem Einzugsrollenpaar angeordneten Bandführung, einer zwischen der Bandführung und den Verbindungsrollen angeordneten
Andrückrolle und einer weiteren Bandführung, die vor dem
Einzugsrollenpaar angeordnet ist.
Das Einzugsrollenpaar ist dem profilierten Metallband, das einen seitlichen Falz und eine Randsicke aufweist, angepasst und dabei als profilierendes Werkzeug mit einem Profil
ausgebildet, das dem aufzuwickelnden, bereits profilierten Band in einem ersten Verformungsschritt aufgeprägt wird. Dazu wird ein profilierte Metallband eingesetzt, dessen Profil in einer vorteilhaften Ausgestaltung so ausgebildet ist, dass nach der Profilierung des flachen Ausgangsbandes
ausschließlich flache glatte Flächen mit Winkeln vorliegen, die ein dichtes Stapeln oder Aufrollen des Metallbandes ermöglichen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt das profilierte Metallband einen als rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten seitlichen Falz und eine Randsicke, die als trapezförmige Vertiefung mit einem Öffnungswinkel von 130° bis 140°, vorzugsweise ca. 135°, ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung des Metallbandes betragen die Auflagewinkel für den Falz und die Randsicke jeweils 40 bis 50°, bevorzugt ca. 45°, so dass ein besonders dichtes Stapeln und Aufrollen des Metallbandes ohne Probleme durch Verklemmen oder Verrutschen möglich ist.
Nach dem Verformen wird das Metallband über eine Bandführung zu den Verbindungsrollen geführt, wobei eine Andrückrolle und ein Führungsstift passiert wird. Die Andrückrolle, die
unmittelbar vor den Verbindungsrollen angeordnet ist, sorgt für eine Vorkrümmung des Metallbandes in Wickelrichtung und ermöglicht damit einen glatten Lauf des Metallbandes.
Gleichzeitig sorgt die Andrückrolle dafür, dass der seitliche Falz des Metallbandes beim Verbinden des Endlosbandes zur richtigen Seite umklappt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Rohrwickelmaschine ist auf der Gegenseite zur Andrückrolle zwischen
Einzugsrollenpaar und Andrückrolle ein Führungsstift
angeordnet, der als Druckgegenpart zur Andrückrolle fungiert und auf den äußeren Schenkel der Randsicke einwirkt und damit die Klapprichtung der Randsicke beim Verbinden des
Metallbandes in die richtige Richtung beeinflusst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Führungsstiftes sieht vor, dass dieser sich an seiner Einsatzspitze konisch verjüngt und quasi als Stellschraube ausgeführt ist, mit der der Gegendruck eingestellt werden kann.
Das Verbindungsrollenpaar ist an der Einlaufstelle des
Metallbandes in die Wickeleinrichtung angeordnet und besteht aus einer größeren äußeren Verbindungsrolle und einer
kleineren inneren Verbindungsrolle. Das Profil der
Verbindungsrollen ist so ausgeführt, dass die Falznaht nach dem Verbinden vollständig auf der Außenseite des
Wickelfalzrohres liegt und das Wickelfalzrohr im Innern auch im Bereich der Bandverbindung eine durchgehend glatte
Oberfläche aufweist. Das Profil der Verbindungsrollen ist dem Profil des Metallbandes angepasst, wobei die innere und äußere Verbindungsrolle jeweils an ihrem Außenumfang ein dem Falz des Bandes angepasstes Profil aufweisen und die äußere
Verbindungsrolle zusätzlich an ihrem Innenumfang ein weiteres, der Randsicke des Bandes angepasstes Profil besitzt, das in einer bevorzugten Ausgestaltung als rechtwinklige Vertiefung ausgebildet ist. In der Mitte der rechtwinkligen Vertiefung und / oder in der äußeren Rolle seitlich versetzt ist
vorteilhaft ein über den Boden der Vertiefung hervorstehender abgerundeter Verriegelungsstift angeordnet, der beim Falzen des Bandes die Falznaht zusätzlich zusammenpresst und
verdichtet . Eine weitere vorteilhafte Aus führungs form der profilierten Verbindungsrollen sieht vor, dass das dem Falz angepasste Profil am Außenumfang der Verbindungsrollen eine in
Faltrichtung des Falzes weisende Neigung aufweist, wodurch die seitliche Falz und die Randsicke zum Umschlagen nach der richtigen Seite geführt werden und damit ein problemloses Laufen des Bandes und Wickeln des Rohres gewährleistet ist.
Weitere besondere Ausführungen der vorliegenden Erfindung sehen vor, dass die beim Wickeln gebildeten aus vier Bandlagen bestehenden Verriegelungssicken schmaler ausgeführt sind als bei konventionellen Wickelfalzrohren, so dass bei der
Verbindung weniger Material verbraucht wird. Weiterhin kann Material eingespart werden, wenn die Falznähte in einem verringerten Abstand als bei den üblichen Wickelfalzrohren angeordnet sind, woraus eine größere Scheitelfestigkeit der Rohre resultiert. So können bei gleicher angestrebter
Festigkeit dünnere Bänder eingesetzt werden. Es können
beispielsweise statt der üblichen 0.4 bis 0.5 mm dicken Bänder aus verzinktem Stahl Bänder mit 0.3 mm Dicke eingesetzt werden, um die in der Norm vorgegebene Festigkeit zu
erreichen. Das gleiche gilt für die dickeren 0.5 bis 0.6 mm Bänder, deren Dicke durch die oben aufgeführten Maßnahmen auf 0.4 mm reduziert werden kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines starren Wickelfalzrohres durch
schraubenlinienformiges Wickeln eines profilierten
Metallbandes. In einem ersten Verfahrensschritt wird das glatte Metallband profiliert. Anschließend wird das Metallband beim Einziehen in die Rohrwickelmaschine weiter verformt. Das verformte Metallband wird mit Hilfe einer Andrückrolle und eines Führungsstiftes vorgekrümmt und schließlich über
Verbindungsrollen zu einem Rohr gefalzt. Die vorliegende Erfindung hat darüber hinaus ein profiliertes Metallband zum Gegenstand, das jeweils einen seitlichen Falz und eine Randsicke aufweist, wobei der Falz als rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck und die Randsicke als trapezförmige Vertiefung mit einem Öffnungswinkel von 130° bis 140°,
vorzugsweise ca. 135°, ausgebildet sind, wobei die
Auflagewinkel für den Falz und die Randsicke jeweils 40° bis 50°, vorzugsweise ca. 45 °, betragen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestelltes
Wickelfalzrohr, dessen Innenwandung eine glatte Oberfläche aufweist .
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von
Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels ausführlich erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt in Richtung des
Bandverlaufes durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelfalzrohres,
Fig. 2 Querschnitte von verschiedenen Profilierungsstufen des Endlosmetallbandes,
Fig. 3 je einen radialen und einen axialen Schnitt durch das
Einzugsrollenpaar mit profiliertem Metallband,
Fig. 4 je einen radialen und einen axialen Schnitt durch das
Einzugsrollenpaar beim Verformen des profilierten Metallbandes,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Führungsstiftes
(Längsschnitt) beim Eingriff in das verformte
Metallband (Querschnitt), Fig. 6 je einen radialen und einen axialen Schnitt durch die
Verbindungsrollen beim Wickeln des Metallbandes,
Fig. 7 einen Axialschnitt durch die äußere Verbindungsrolle mit zwei zusätzlichen, vergrößerten
Schnittdarstellungen von Ausschnitten der äußeren
Verbindungsrolle und
Fig. 8 den schematischen Ablauf des Falzens des
Endlosmetallbandes zum Wickelfalzrohr in einer
QuerSchnittdarstellung .
Die Figur 1 zeigt im Überblick als Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung eines starren Wickelfalzrohres, wobei der Schnitt in Richtung des
Arbeitsablaufes geführt ist. Das profilierte Band 6 wird von einem Coil oder direkt aus einer Profilierungsanlage über eine Bandführung 12, 13, die aus zwei Rollenpaaren 12, 13 besteht, zum Einzugsrollenpaar 7, 8 der Rohrwickelmaschine 1 geführt. Bei der gewählten Darstellung ist das Profil des Metallbandes 6 nicht zu erkennen. Auf die Besonderheiten des Profils wird jedoch später insbesondere anhand der weiter unten
beschriebenen Figuren 2 und 8 ausführlich eingegangen. Mit Hilfe des Einzugsrollenpaares 7, 8 wird das Metallband weiter verformt und für den Wickelprozess vorbereitet. Das Profil des Bandes 6 nach der Verformung wird anhand der Beschreibung der Figuren 3, 4 und 8 ausführlicher erläutert. Vom
Einzugsrollenpaar 7, 8 wird das Metallband 6 über zwei weitere Führungsrollenpaare 9, 10 zur Einlaufstelle in die
Wickeleinrichtung geführt, wo die beiden Verbindungsrollen 4, 5 angeordnet sind. Dabei passiert das verformte Band 6 einen einstellbaren Führungsstift 14 und anschließend eine
Andrückrolle 11. Die Andrückrolle 11 bewirkt eine Vorkrümmung des Metallbandes 6 und des Schenkels des Falzes 19a beim
Durchlaufen der Verbindungsrollen 4, 5 und ermöglicht damit einen einfachen glatten Lauf des Bandes 6. Der Führungsstift 14 drückt gegen den Schenkel der Randsicke 20a und bewirkt damit eine Vorkrümmung, wodurch das richtige Umklappen der Randsicke 20a beim Verbinden des Metallbandes 6 gewährleistet wird. Dieser Vorgang wird später anhand von Figur 5
ausführlicher erläutert. Das Verbindungsrollenpaar 4, 5 besteht aus einer größeren äußeren Verbindungsrolle 5 und einer kleineren inneren Verbindungsrolle 4, mit deren Hilfe das Endlosmetallband 6 zu einem Rohr 2 verbunden wird. Der Verbindungsvorgang selber wird später anhand der Figuren 6 und 7 im Detail erläutert. Des Weiteren umfasst die
erfindungsgemäße Rohrwickelmaschine 1 kreisförmig am
Außenumfang des gewickelten Rohres 2 angeordnete Stützrollen 3, die als Führungsrollen den Durchmesser des gewickelten Rohre 2 bestimmen, wobei mit der gezeigten Anordnung
Durchmesser besonders im Bereich zwischen 80 und 300 mm problemlos realisiert werden können.
Die Figur 2 zeigt schematisch die Profilierung des
Metallbandes 6 sowie die Details eines erfindungsgemäß
bevorzugten Profils. Ausgehend vom glatten und flachen
Metallband 6a erhält man über die Zwischenstufen 6b und 6c am Ende das profilierte Metallband 6d in der Form, wie es in die erfindungsgemäße Rohrwickelmaschine eingeführt wird. Das
Profil kann in einem einzigen Schritt in einer
Profilierungsanlage erzeugt werden, ohne dass dabei die
Zwischenstufen 6b und 6c separat durchlaufen werden müssen. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, dass das
profilierte Band 6 leicht und dicht stapelbar ist. Dies wird erreicht, wenn der Auflagewinkel A der Randsicke 20 und des seitlichen Falzes 19 zwischen 40° und 50°, vorzugsweise ca. 45°, beträgt, wobei der Öffnungswinkel B relativ flach ist und 130° bis 140°, vorzugsweise ca. 135°, beträgt. Die Figuren 3 und 4 zeigen je einen radialen und axialen
Schnitt durch das Einzugsrollenpaar 7, 8 und geben den Vorgang beim Verformen des profilierten Bandes 6 wieder. Das Profil der Einzugsrollen 7, 8 ist dem Profil des beim Wickelvorgang einzusetzenden Metallbandes 6 angepasst und besitzt jeweils entsprechende Vertiefungen und Erhöhungen, um die Randsicke 20 und den Falz 19 des Metallbandes 6 weiter zu verformen, wobei die das Stapeln begünstigenden Winkel verändert werden und ein Falz 19a und eine Randsicke 20a ausgebildet werden, die geeignet sind, beim Verbindungsprozess miteinander kombiniert und gefalzt zu werden.
In der Figur 5 wird die Wirkungsweise des Führungsstiftes 14 demonstriert, mit dem eine Vorkrümmung des Schenkels der
Randsicke 20a erfolgt, so dass die Randsicke 20a beim späteren Verbinden in die richtige Richtung umklappt. Der Führungsstift 14 ist als ein sich an seiner Einsatzspitz konisch
verjüngendes profilierende Gegenwerkzeug zur Andrückrolle ausgebildet 11. Diese wirkt auf den Falz 19a ein, was
allerdings in der vorliegenden Darstellung nicht gezeigt wird. Der Führungsstift 14 ist vorteilhaft einstellbar ausgeführt, was bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung durch ein Gewinde erreicht wird, so dass der Führungsstift 14 wie eine Stellschraube für die Profilierungsaufgäbe eingestellt werden kann .
In der Figur 6 ist zu erkennen, dass die Profile der
Verbindungsrollen 4, 5 den Profilen der Einzugsrollen 7, 8 ähneln und dem verformten, zu wickelnden Band 6 angepasst sind. Dabei haben die innere und äußere Verbindungsrolle 4, 5 jeweils an ihrem Außenumfang ein dem Falz 19a angepasstes Profil. Die äußere Verbindungsrolle 5 weist zusätzlich am Innenumfang eine rechtwinklige Vertiefung 18 auf, die als Hohlraum für die auszubildende Falznaht 16 vorgesehen ist. Da die Vertiefung nur auf der äußeren Verbindungsrolle 5 ausgebildet ist, während die innere Verbindungsrolle 4 als glattes Gegenstück ausgeführt ist, erhält man beim Verbinden des Metallbandes 5 ein Wickelrohr 2, das eine Innenwandung 15 mit einer glatten Oberfläche aufweist. Eine vorteilhafte
Ausgestaltung der Verbindungsrollen 4, 5 sieht vor, dass das dem Falz 19a angepasste Profil am Außenumfang der
Verbindungsrollen 4, 5 eine leichte Neigung in die
Faltrichtung des Falzes 19a aufweist, wodurch ein sicheres und problemloses Verbinden des Metallbandes 6 gewährleistet wird.
Die Figur 7 zeigt weitere Details der äußeren Verbindungsrolle 5, wobei ein abgerundeter Verriegelungsstift 17 zu erkennen ist, der in der Mitte der Vertiefung 18 über deren Boden hervorsteht. Die Funktion der Vertiefung 18 und des
Verrieglungsstiftes 17 wird zusätzlich anhand von vergrößerten Ausschnitten der in Figur 7 gezeigten Verbindungsrolle 5 demonstriert. Dabei wird deutlich, dass der Verriegelungsstift 17 für ein festes und dichtes Zusammenpressen der Falznaht 16 verantwortlich ist, die vollständig in der Vertiefung 18 liegt, so dass die Innenwandung 15 des Rohres 2 nach dem
Falzen eine glatte Oberfläche aufweist und die Falznaht 16 vollständig auf der Außenseite des Rohres 2 liegt, wobei die Torsionsfestigkeit des Rohres 2 erhöht wird. Gemäß einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist die innere
Verbindungsrolle derart ausgerüstet. Je nach Einsatzfall werden die Stifte an der inneren, der äußeren oder an beiden Verbindungsrollen gleichzeitig verwendet.
Die Figur 8 zeigt den Ablauf des Falzens des profilierten und verformten Endlosbandes 6 zum Wickelfalzrohr 2, wobei der Falz 19a und die Randsicke 20a des Metallbandes 6 ineinander greifen und dann sukzessive gefalzt werden, so dass die
Falznaht 16 im fertigen Produkt auf der Außenseite des Wickelfalzrohres 2 liegt, das eine Innenwandung 15 mit glatter Oberfläche aufweist.
Bezugszeichenliste
1 Rohrwickelmaschine
2 Wickelfalzrohr
3 Stützrolle
4 Innere Verbindungsrolle
5 Äußere Verbindungsrolle
6 Metallband (6a, 6b, 6c, 6d = besondere Ausführungen)
7 Einzugsrolle
8 Einzugsrolle
9 Bandführung
10 Bandführung
11 Andrückrolle
12 Bandführung
13 Bandführung
14 Führungsstift
15 Innenwandung
16 Falznaht
17 Verriegelungsstift
18 Vertiefung
19 Falz (19a = besondere Ausführung)
20 Randsicke (20a = besondere Ausführung)
A Auflagewinkel
B Öffnungswinkel

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Wickelfalzrohres (2) durch schraubenlinienförmiges Wickeln eines
profilierten, einen seitlichen Falz (19) und eine Randsicke (20) aufweisenden Metallbandes (6), bestehend aus
einer Wickeleinrichtung mit kreisförmig am Außenumfang des zu wickelnden Rohres (2) angeordneten Stützrollen (3) ,
jeweils einer inneren und einer äußeren, an der
Einlaufstelle des Bandes in die Wickeleinrichtung angeordneten Verbindungsrolle (4, 5),
einem im Abstand vor den Verbindungsrollen (4, 5) angeordneten Einzugsrollenpaar (7, 8),
einer zwischen den Verbindungsrollen (4, 5) und dem
Einzugsrollenpaar (7, 8) angeordneten Bandführung
(9, 10),
einer zwischen der Bandführung (9, 10) und den
Verbindungsrollen (4, 5) angeordneten Andrückrolle (11) und
einer weiteren vor dem Einzugsrollenpaar (7, 8) angeordneten Bandführung (12, 13),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Einzugsrollenpaar (7, 8) als profilierendes Werkzeug ausgebildet ist und ein dem aufzuwickelnden Band (6) aufzuprägendes Profil aufweist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Einzugsrollenpaar (7, 8) und der
Andrückrolle (11) ein einstellbarer Führungsstift (14) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Führungsstift (14) als ein an seiner Einsatzspitze sich konisch verjüngendes, profilierendes Gegenwerkzeug zur Andrückrolle (11) ausgeführt ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Profil der Verbindungsrollen (4, 5) dem Profil des Metallbandes (6) angepasst ist, wobei die innere und äußere Verbindungsrolle (4, 5) jeweils an ihrem
Außenumfang ein dem Falz (19a) des Metallbandes (6) angepasstes Profil aufweisen und die äußere
Verbindungsrolle (5) zusätzlich an ihrem Innenumfang ein der Randsicke (20a) des Metallbandes (6) angepasstes Profil aufweist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das der Randsicke (20a) angepasste Profil am Innenumfang der äußeren Verbindungsrolle (5) eine rechtwinklige Vertiefung (18) ist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Mitte der rechtwinkligen Vertiefung (18) ein über den Boden der Vertiefung (18) hervorstehender
abgerundeter Verriegelungsstift (17) angeordnet ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das dem Falz (19a) angepasste Profil am Außenumfang der Verbindungsrollen (4, 5) eine in Faltrichtung des Falzes (19) weisende Neigung aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Wickelfalzrohres (2)
durch schraubenlinienförmiges Wickeln eines profilierten Metallbandes (6) in einer Vorrichtung (1) nach Anspruch
1 bis 6 mit den Schritten:
Profilieren eines glatten Metallbandes (6, 6a), Verformen des profilierten, einen Falz (19) und eine Randsicke (20) aufweisenden Bandes (6, 6d) mit Hilfe eines Einzugsrollenpaares (7, 8),
Vorkrümmen der Randsicke (20a) des verformtes Metallbandes (6) mit Hilfe eines Führungsstiftes (14) ,
Vorkrümmen des Falzes (19a) des verformten
Metallbandes (6, 6d) mit Hilfe einer Andrückrolle (11) und
Falzen des so vorbereiteten Endlosblechstreifens mit Hilfe von Verbindungsrollen (4, 5) zu einem
Wickelfalzrohr (2) .
9. Profiliertes, einen Falz (19) und eine Randsicke (20) aufweisendes Metallband (6) für die Herstellung eines Wickelfalzrohres (2) durch schraubenlinienförmiges
Wickeln des profilierten Metallbandes (6) in einer
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Falz (19) als rechtwinkliges gleichschenkliges
Dreieck und die Randsicke (20) als trapezförmige
Vertiefung mit einem Öffnungswinkel (B) von 130° bis 140°, vorzugsweise ca. 135°, ausgebildet ist, wobei der Auflagewinkel (A) des Falzes (19) und der Randsicke (20) jeweils 40° bis 50°, vorzugsweise ca. 45°, betragen. Wickelfalzrohr (2) hergestellt durch
schraubenlinienförmiges Wickeln eines profilierten Metallbandes (6) in einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenwandung (15) des Wickelfalzrohres (2) eine glatte Oberfläche aufweist.
PCT/DE2014/000412 2013-08-21 2014-08-18 Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines wickelfalzrohres sowie ein mit der vorrichtung und nach dem verfahren aus einem profilierten metallband hergestelltes wickelfalzrohr Ceased WO2015024548A2 (de)

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