Vorrichtung zur Herstellung ringförming gewellter Metallrohre

Abstract

 Eine Vorrichtung zur Herstellung ringförmiger gewellter Metallrohre, insbesondere des Außenleiters koaxiale Hochfrequenzkabel, mittels mindestens einer um ein Glattrohr umlaufenden Druckrolle, wobei die Wellen durch Zähne der Druckrolle in das Glattrohr eingeformt werden, die um eine zur Rohrlängsachse rechtwinklige Achse drehbar gelagert ist und deren Drehachse während der Erzeugung der Wellen selbst in einer zur Rohrlängsachse senkrecht stehenden Ebene um das der Druckrolle zugeführte Glattrohr umläuft, welches seinerseits durch seinen Vorschub die Druckrolle dreht, weist folgende Merkmale auf:

d) die Zahnköpfe sind eben ausgestaltet

e) das Rohr ist vor und hinter dem Eingreifen der Druckrolle (13) eng in einer Führungsbuchse (12) geführt.

f) die Anzahl der Zähne (Z) beträgt zwischen 7 und 11, vorzugsweise zwischen 8 und 10.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung ringförmig gewellter Metallrohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus der CH-A-275 509 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Wellrohren mit einer um das Werkstück umlaufenden Druckrolle bekannt, bei welcher die Wellung durch Zähne der Druckrolle (Zahnrad) eingeformt wird, und die Druckrolle um eine zur Rohrlängsachse rechtwinklige Achse drehbar gelagert ist und deren Drehachse während der Erzeugung der Wellung selbst in einer zur Rohrlängsachse senkrecht stehenden Ebene um das der Druckrolle zugeführte Rohr umläuft, das seinerseits durch seinen Vorschub die Druckrolle dreht. Bevorzugt werden bei dieser Vorrichtung drei Druckrollen, die um 120° versetzt an dem Rohr angreifen. Die Zahnköpfe der am äußeren Umfang der Druckrollen befindlichen Zähne sind konkav dem Rohrdurchmesser angepaßt ausgebildet, sodaß die Druckrollen ein in sich geschlossenes Verformungswerkzeug bilden. Mit dieser Ausgestaltung der Druckrollen ist die Herstellung von Rohren mit einer tiefen Wellung nicht möglich. Es wird deshalb vorgeschlagen, zur Erzielung eines kleineren Wellenabstandes und einer größeren Welltiefe das gewellte Rohr durch axiales Stauchen weiter zu verformen. Dies führt jedoch zu einer unkontrollierbaren ungleichmäßigen Wellform. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist darin zu sehen, daß bedingt durch die konkaven Zahnköpfe und die große Anzahl der Zähne auf das Rohr extrem hohe Torsionskräfte einwirken, die eine kontinuierliche Fertigung dünnwandiger Metallrohre erschweren oder sogar unmöglich machen.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Metallrohre mit einer ringförmigen Wellung herzustellen, wobei das Verhältnis von Welltiefe W, zu Wellsteigung W_s größer ist als 0,3. Unter der Welltiefe W_t soll der radiale Abstand zwischen einer Wellenkuppe und dem Wellental verstanden werden. Die Wellsteigung W_s ist der Abstand zweier Wellenkuppen voneinander. Die extrem tiefe Wellung soll ohne weitere Maßnahmen, d. h. beim Wellvorgang erzeugt werden.

[0004] Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.

[0005] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

[0006] Mit Hilfe der Erfindung ist es gelungen, Metallrohre mit einer tiefen Wellung in einem Arbeitsgang herzustellen, die äußerst flexibel sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Wellung in Längsrichtung des Metallrohres gesehen gleichmäßig in Bezug auf die Welltiefe und die Wellsteigung ist und von daher die Metallrohre als Leiter von koaxialen Hochfrequenzkabeln aber auch als Hohlleiter hervorragend geeignet sind. Eine Beschädigung der Oberfläche des gewellten Metallrohres im Bereich des Wellentals aber auch im Bereich der Wellenflanken ist nicht gegeben.

[0007] Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0008] In der Figur 1 ist eine seitliche Ansicht einer Anlage zur Herstellung eines koaxialen Hochfrequenzkabels mit einem ringförmig gewellten Außenleiter dargestellt.

[0009] Von einer Vorratsspule 1 wird der mit einer Schaumstoffschicht isolierte Innenleiter 2 kontinuierlich abgezogen. Ein Metallband M, vorzugsweise ein Kupferband wird von einer Bandspule 3 abgezogen und in einer Reinigungsanlage 4 gereinigt. Das Metallband M wird dann in einer Formvorrichtung 5, die aus mehreren nicht näher bezeichneten Formstufen besteht, zu einem den isolierten Innenleiter 2 umgebenden Schlitzrohr geformt. Der Längsschlitz wird in einer Schweißeinrichtung 6 verschweißt. Der Innendurchmesser des geschweißten Rohres ist etwas größer als der Außendurchmesser des isolierten Innenleiters 2, damit die Isolierschicht nicht durch die Schweißwärme beeinträchtigt wird. Mittels eines Spannzangenabzugs 7 wird das geschweißte Rohr sowie der isolierte Innenleiter 2 in Richtung der Pfeile durch die Anlage transportiert. Der Spannzangenabzug 7 weist mehrere Spannbackenpaare 7a auf, die das geschweißte Rohr zangenförmig umfassen. Die Spannbackenpaare 7a sind auf einer endlosen Kette 7b befestigt, die in nicht dargestellter Weise von einem Elektromotor angetrieben wird.

[0010] In Durchlaufrichtung gesehen hinter dem Spannzangenabzug 7 ist die Wellvorrichtung 8 angeordnet, in welcher aus dem glatten Metallrohr ein gewelltes Metallrohr erzeugt wird, dessen Wellentäler eng auf der Isolierschicht aufsitzen und diese etwas eindrücken. Auf diese Weise wird ein koaxiales Hochfrequenzkabel erhalten, bei dem der Spalt zwischen der Isolierschicht und dem Außenleiter abgedichtet ist.

[0011] Der mit dem gewellten Metallrohr versehene isolierte Innenleiter 2 wird abschließend auf eine Kabeltrommel 9 aufgewickelt. Eine Tänzeranordnung 10 regelt die Abzugsgeschwindigkeit der Kabeltrommel 9.

[0012] Auf den gewellten Außenleiter kann abschließend in nicht dargestellter Weise ein Kunststoffaußenmantel aufextrudiert werden.

[0013] Die Wellvorrichtung 8 ist anhand der Figuren 2 bis 5 näher beschrieben. An einem drehantreibbaren Wellerkopf 11 ist eine Führungsbuchse 12 befestigt. Der innere Durchmesser der Führungsbuchse 12 ist annähernd gleich dem Außendurchmesser des geschweißten Glattrohres G. Die Führungsbuchse 12 weist eine Aussparung 12a auf, in welche die als Wellwerkzeug fungierende Druckrolle 13 eingreift. Die Druckrolle 13 ist in einem Lagerbock 14 frei drehbar gelagert. Der Lagerbock 14 ist mittels einer Verstellspindel 15, die in einer Gewindebuchse 16 geführt ist, in radialer Richtung verstellbar. Die Gewindebuchse 16 ist in einer mit dem Wellerkopf 11 fest verbundenen Kopfplatte 17 drehbar gelagert. Mit 18 ist ein Gegengewicht bezeichnet, welches für einen runden Lauf der Wellvorrichtung 8 sorgt.

[0014] Die Tiefe der in das Glattrohr G einzubringenden Wellung wird durch die Gewindespindel 15 eingestellt. Bei einem Drehantrieb des Wellerkopfes 11 umläuft die Druckrolle 13 das Glattrohr G und formt dabei die Wellung ein. Da dem Glattrohr G durch den Spannzangenabzug 7 ein Vorschub erteilt wird, wird die Druckrolle 13 so angetrieben, daß sie um ihre Drehachse rotiert. Dadurch taucht der die letzte Wellung erzeugende Zahn der Druckrolle 13 aus dem Wellental aus und der nachfolgende Zahn dringt in das vorgeschobene Glattrohr G ein. Auf diese Weise wird mit der um die Rohrlängsachse umlaufenden und um ihre eigene Drehachse angetriebenen Druckrolle 13 in kontinuierlicher Weise ein Rohr mit einer ringförmigen Wellung erzeugt.

[0015] Wie aus Figur 3 deutlich wird, ist die Druckrolle 13 mittels der Wälzlager 19, die nach außen abgedichtet sind, frei drehbar gelagert.

[0016] In den Figuren 4 und 5 ist eine Wellvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Druckrollen 13 dargestellt. Auf diese Weise kann bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit des Wellerkopfes 11 eine doppelt so hohe Fertigungsgeschwindigkeit erreicht werden.

[0017] Es versteht sich von selbst, daß auch drei oder mehr Druckrollen 13 einsetzbar sind, wobei sich jeweils die Fertigungsgeschwindigkeit vervielfacht.

[0018] Figur 6 soll das Prinzip des neuen Wellverfahrens verdeutlichen. Die Druckrolle 13 ist bezüglich ihrer Drehachse so der Mittelachse des Glattrohres G angenähert, daß die Zähne Z in die Wandung des Glattrohres G eintauchen und bei einer Rotation der Druckrolle 13 um die Mittelachse des Glattrohres G eine ringförmige Wellung erzeugen. Durch den Vorschub des Glattrohres G wird die Druckrolle in Pfeilrichtung gedreht, sodaß nach Fertigstellung eines Wellentals der nächste Zahn Z in die Glattrohrwandung eintaucht.

[0019] Erfindungsgemäß ist die Anzahl der Zähne Z auf 7 - 11 begrenzt, denn nur auf diese Weise ist ein Verhältnis von Welltiefe zu Wellsteigung von mehr als 0,3 zu erzielen.

[0020] Von Vorteil ist ferner, daß der Kopfkreisdurchmesser der Druckrolle zwischen beim 2,3 bis 3,5fachen der Wellsteigung bzw. dem Wellenabstand liegt. Ein zu kleiner Kopfkreisdurchmesser führt zu einer mechanisch instabilen Druckrolle 13, wogegen ein zu großer Kopfkreisdurchmesser die Erzeugung einer tiefen Wellung nicht zuläßt. Unter dem Kopfkreisdurchmesser soll der Durchmesser der die Zähne Z umhüllenden verstanden werden

[0021] Die Köpfe der Zähne Z sind eben ausgebildet, wie es aus Figur 3 und 5 erkennbar ist. Die Breite der Zähne Z beträgt mehr als der Durchmesser des gewellten Rohres im Bereich des Wellentales. Hierdurch wird eine besonders glatte Oberfläche im Bereich des Wellentales erreicht. Dem gleichen Zweck dient auch die Tatsache, daß die Zähne Z insbesondere im Bereich des Zahnkopfes gehärtet und poliert sind. Dadurch läßt sich der Abrieb sowohl an den Zähnen Z als auch am Rohr verringern.

[0022] Die Flanken der Zähne Z verlaufen parallel zueinander. Dadurch wird erreicht, daß die Zähne Z beim Verlassen des Wellentales die Wellenflanken nicht berühren und somit keine unerwünschten Eindrückungen hinterlassen.

[0023] Für die Erzeugung einer optimalen Wellung ist ferner von Vorteil, daß die Höhe der Zähne größer ist als die Welltiefe. Dies geht insbesondere aus Figur 7 hervor. Dort ist das Verhältnis von Zahnhöhe Z_t zu Welltiefe W_t größer als 1,2.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung ringförmig gewellter Metallrohre, insbesondere des Außenleiters koaxialer Hochfrequenzkabel, mittels mindestens einer um ein Glattrohr umlaufenden Druckrolle, wobei die Wellen durch Zähne der Druckrolle in das Glattrohr eingeformt werden, die um eine zur Rohrlängsachse rechtwinklige Achse drehbar gelagert ist und deren Drehachse während der Erzeugung der Wellen selbst in einer zur Rohrlängsachse senkrecht stehenden Ebene um das der Druckrolle zugeführte Glattrohr umläuft, welches seinerseits durch seinen Vorschub die Druckrolle dreht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Zahnköpfe sind eben ausgestaltet

b) das Rohr ist vor und hinter dem Eingreifen der Druckrolle (13) eng in einer Führungsbuchse (12) geführt.

c) die Anzahl der Zähne (Z) beträgt zwischen 7 und 11, vorzugsweise zwischen 8 und 10.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Zähne (Z) gleich oder größer ist als der Durchmesser des Rohres im Wellental ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Zähne (Z) nahezu parallel zueinander verlaufen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder drei Druckrollen (13) gleichmäßig über den Umfang verteilt an dem Glattrohr (G) angreifen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (Z) zumindest im Bereich des Zahnkopfes gehärtet und/oder poliert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß in die Zahnköpfe Hartmetallteile eingesetzt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkreisdurchmesser der Druckrolle (13) bzw. Druckrollen (13) zwischen dem 2,3 bis 3,5fachen der Wellsteigung bzw. dem Wellenabstand liegt.

Zeichnung