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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR SHAPING A PLASTICALLY DEFORMABLE STRIP MATERIAL ABOUT ITS LONGITUDINAL AXIS WITH REGARD TO A TUBE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/009950
Kind Code:
A1
Abstract:
The device for shaping a plastically deformable strip material about its longitudinal axis with regard to a tube is provided with at least one first pair (12) of shaping rolls (16, 18) that can rotate about first rotation axes (28), which extend parallel to the top and bottom side (24, 26) of the strip material (20), and deform the strip material (20) toward the top or bottom side (24, 26) in the area of its longitudinal edges (22). The device also comprises at least two second pairs (14) of shaping rolls (30, 32), which are each situated on both sides of the longitudinal edges (22) of the strip material (20) and can rotate about second rotation axes (34) extending at a right angle to the top and bottom side (24, 26) of the strip material (20) and at a right angle to the first rotation axes (28). The second rotation axes (34) are located along at least two supporting elements (36) situated on both sides of the longitudinal edges (22) of the strip material (20). The supporting elements (36) can be adjusted with regard to their inclination to the longitudinal axis (28) of the strip material (20) and/or with regard to their distance from the longitudinal edges (22) of the strip material (20).

Inventors:
BONN HORST (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/008596
Publication Date:
February 06, 2003
Filing Date:
July 25, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BONN HORST (DE)
International Classes:
B21C37/08; B21D5/12; (IPC1-7): B21C37/08; B21D5/12
Foreign References:
DE10031916A12002-01-31
EP0715906A11996-06-12
US5301869A1994-04-12
US5784911A1998-07-28
US3159199A1964-12-01
Attorney, Agent or Firm:
Hilleringmann, Jochen (Köln, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr, mit mindestens einem ersten Formrollenpaar (12) von Formrollen (16,18), die um parallel zur Oberund Unterseite (24, 26) des Band materials (20) verlaufende erste Drehachsen (28) drehbar sind und das Bandmaterial (20) im Bereich seiner Längsränder (22) zur Ober oder Unterseite (24,26) hin verformen, und mindestens zwei zweiten Formrollenpaaren (14) von Formrollen (30,32), die zweite Drehachsen (34) aufweisen, die entlang min destens zweier beidseitig der Längsränder (22) des Bandmaterials (20) angeordneter Trägerelemente (36) angeordnet sind, wobei die Trägerelemente (36) bezüglich ihrer Schrägstellung zu einer Längsachse (28) des Bandmaterials (20) und/oder bezüglich ihres Abstandes von den Längsrändern (22) des Bandmaterials (20) ver stellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Drehachsen (34) der Formrollen (30,32) sämtlicher zweiter Formrollenpaare (14) von Formrollen (30,32) rechtwinklig zur Oberund Unterseite (24,26) des Bandmaterials (20) sowie recht winklig zu den ersten Drehachsen (28) verlaufen ;.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trä gerelementen (36) die Drehachsen (34) von mindestens vier zweiten Formrollenpaaren (14) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (36) auch in Richtung des Verlaufs der zweiten Drehach sen (34) verstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Trägerelementen (36) eine Stützanordnung zum Stützen des Bandmaterials (20) befindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützan ordnung an den Trägerelementen (36) oder nahe dieser angeordnete Gleitstützteile aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützanordnung Rollen aufweist, die um zur Oberund/oder Unterseite (24,26) des Bandmaterials (20) parallele Drehachsen drehbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (34) sämtlicher zur Formung des Bandmaterials (20) zum Rohr erforderlicher zweiter Formrollenpaare (14) an zwei Trägerele menten (36) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem vom ersten Formrollenpaar (12) am weitesten beabstandeten zweiten Formrollenpaar (14) ohne Zwischenschaltung weiterer Formwerkzeuge eine Schweißvorrichtung (44) zum Verschweißen der aneinanderstoßen den Längsränder (22) des zum Rohr geformten Bandmaterials (20) posi tionierbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder (22) des Bandmaterials (20) vor der Vorverformung durch die ersten Formrollen (16,18) abgewinkelt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (20) ein Metallband und insbesondere ein Alumini umband ist.
Description:
Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen eines plastisch verform- baren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr nach dem Oberbe- griff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 91/08064 Al bekannt.

Für eine Vielzahl von Rohranwendungen werden die Rohre aus einem plastisch verformbaren Bandmaterial geformt, indem dieses Bandmaterial um dessen Längsachse zu einem Rohr geformt wird. Bei dem Material handelt es sich ins- besondere um Metall. Die Längsränder des Metallbandes sind dabei überlap- pend oder aneinander anstoßend angeordnet. An den Längsrändern wird das . Metallband entweder verklebt oder verschweißt. Darüber hinaus können die Längsränder Abwinklungen aufweisen, die dann vor dem Verschweißen des geformten Rohres radial von diesem abstehen. Diese abgewinkelten Ränder definieren das Schweißmaterialvolumen und werden"heruntergeschweißt", so dass nach der Längsnahtverschweißung das Rohr im Bereich der zuvor abge- winkelten Längsränder lediglich noch eine geringfügige Erhöhung (Schweißnaht) aufweisen.

Längsnahtgeschweißte Rohre werden beispielsweise bei der Herstellung von Kunststoff-Metall-Verbundrohren benötigt, bei denen dem Metallrohr die Funk- tion einer Diffusionssperre zukommt. Das Metallband wird um ein Kunststoff- rohr herum geformt, wobei es an dem Kunststoffrohr eng anliegend angeord- net ist. Die Formung des Rohres erfolgt durch mehrere erste und zweite Formrollenpaare, wobei die ersten Formrollenpaare um parallel zur Ober-und Unterseite des Metallbandes verlaufende erste Drehachsen drehbar sind und

die zweiten Formrollenpaare um rechtwinklig zur Ober-und Unterseite des Metallbandes und rechtwinklig zu den ersten Drehachsen verlaufende zweite Drehachsen drehbar sind. Die Formrollen der zweiten Paare sind beidseitig der Längsränder des Bandmaterials angeordnet. Insbesondere sind also die zwei- ten Formrollen um vertikale Achsen drehbar, während die ersten Formrollen um horizontale Achsen drehbar sind. Dabei wird dann das zu formende Metall- band mit seinen Ober-und Unterseiten parallel zur Horizontalen angeordnet den ersten und zweiten Formrollen zugeführt.

Bei der bekannten Vorrichtung zum Formen und Schweißen von Rohren dienen die am Ende des Transportweges des Metallbandes durch die Formvorrichtung angeordneten Formrollen zum Halten des geformten Schlitzrohres in der ge- wünschten Schweißposition. Bei diesen letzten Formrollen handelt es sich um erste Formrollen, die als rotierende Messerrollen ausgebildet sind und in den Schlitz hineinragen. Bei dünnwandigem Metallband kommt es dabei immer wieder zu Beschädigungen der Längskanten, was wiederum zu Schweißfehlern führen kann. Das Arbeitsprinzip der bekannten Profilier-und Rohrformsysteme ist ohne Reibung nicht möglich. Da diese Tatsache durch die Form der rotie- renden Werkzeuge (Formrollen) gegeben ist, deren Umfangsgeschwindigkeiten darüber hinaus sehr unterschiedlich sein können, wird durch diesen Umstand die Laufruhe des Rohres beeinflusst, was sich nachteilig auf die weiteren Ar- beitsgänge, insbesondere beim Längsnahtschweißen auswirkt.

Darüber hinaus ist die Ausrichtung der ersten und zweiten Formrollen bei den bekannten Systemen recht aufwändig, da jedes Rollenpaar für sich relativ zur Transportrichtung und Längsachse des Metallbandes ausgerichtet werden muss. Eine nicht"fluchtgerechte"Ausrichtung der einzelnen Rollenpaare führt zu weiterer Laufunruhe des geformten Rohres. Außerdem nimmt die Um- rüstung eine nicht unbeträchtliche Zeitdauer in Anspruch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Formen eines plastisch verformbaren Bandmaterials um dessen Längsachse zu einem Rohr

der eingangs genannten Art zu schaffen, die platzsparender ausgebildet und einfacher zu bedienen und umzurüsten ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentan- spruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung folgen auf mindestens ein erstes Paar Formrollen zum Vorformen der Längsränder des Bandmaterials mindestens zwei zweite Formrollenpaare, die seitlich des Bandmaterials angeordnet sind und dieses in Richtung auf ein Rohr hin verformen. Die Formrollen dieser bei- den zweiten Paare sind jeweils an Trägerelementen angeordnet, die beidseitig der Längsränder des Bandmaterials angeordnet sind. Es können mehrere Paare derartiger Trägerelemente mit jeweils mehreren zweiten Formrollen- paaren vorgesehen sein. Alternativ können auch sämtliche zum Formen des Metallbandes zum Rohr erforderliche zweiten Formrollen an lediglich zwei Trä- gerelementen angeordnet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind also jeweils mehrere seitlich des Metallbandes und um vertikale Achsen drehbare zweite Formrollen an gemein- samen Trägerelementen angeordnet. Diese Trägerelemente sind erfindungs- gemäß bezüglich ihrer Schrägstellung zur Längsachse des Bandmaterials und/oder bezüglich ihres Abstandes von den Längsrändern des Bandmaterials einstellbar. Durch die Verstellung eines Trägerelements werden also sogleich mehrere zweite Formrollen in ihren Positionen relativ zum zu formenden Bandmaterial verändert. Damit brauchen nun nicht mehr sämtliche zweite Formrollenpaare einzeln eingestellt zu werden. Der Vorzug des erfindungsge- mäßen Systems wird insbesondere dann deutlich, wenn man davon ausgeht, dass sämtliche auf die Vorverformung der Längsränder des Bandmaterials fol- genden zweiten Formrollen an jeweils zwei Trägerelementen gelagert sind.

Am in Transportrichtung hinteren Ende der erfindungsgemäßen Formvorrich- tung liegt also das fertig geformte Rohr mit entweder einander überlappenden

oder aneinander stoßenden Längsränder vor. Im zuletzt genannten Fall können die Längsränder auch abgewinkelt sein, so dass sie nunmehr radial vom Rohr abstehen. Direkt hinter der Formvorrichtung kann nun die Schweißvorrichtung angeordnet werden, ohne dass es noch so genannter Schweißrollen bedarf, die das Rohr während des Schweißvorganges stützen und bezüglich seiner Form aufrechterhalten. Als Schweißvorrichtung kommt insbesondere eine Lichtbo- genschweißung unter Schutzgas sowie eine Laserschweißung zum Einsatz.

Vorteilhafterweise lassen sich die Trägerelemente auch in Richtung des Ver- laufs der zweiten Drehachsen, also in vertikaler Richtung verstellen. Damit ist sowohl eine Höhen-als auch eine Seiten-sowie eine Schrägstellungsneigungs- einstellung möglich.

Der Vorzug der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, wie bereits oben ange- deutet, in der vereinfachten Einstellung der Formrollen zu sehen. Dieser Vor- zug wirkt sich bereits dann bei den Einstell-und Umrüstarbeiten der Formvor- richtung positiv aus, wenn pro Trägerelement zwei Formrollen angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind jedoch pro Trägerelement mindestens vier zweite Formrollen angeordnet. Gänzlich ausgeschöpft werden die Vorteile der Erfindung dann, wenn sämtliche zweite Formrollen an zwei Trägerelementen angeordnet sind.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Trägerelemente sich symmetrisch zu Transportrichtung bzw. Längsachse des Bandmaterials verstellen lassen, und zwar über jeweils ein Stellglied für jeweils eine Verstellrichtung der Trägerele- mente. Es ist aber auch denkbar und teilweise auch gewünscht, wenn die Trä- gerelemente unabhängig voneinander sich einstellen lassen.

Je nach Breite des zu formenden Bandmaterials ist es zweckmäßig, wenn die- ses während seines Transports zwischen den zweiten Formrollenpaaren unter- stützt wird, so dass es nicht"nach unten"fallen kann. Diese Unterstützung erfolgt zweckmäßigerweise durch um horizontale Achse drehende Rollen oder

durch Gleitstützteile, die zweckmäßigerweise fest an den Trägerelementen an deren einander zugewandten Innenseiten angeordnet sind und über die das Metallband während seines Transports gleitet.

Als Bandmaterial wird zweckmäßigerweise ein Metallband und insbesondere ein Aluminiumband verwendet, wobei der Einlaufwinkel des Schlitzrohres je nach Bandmaterial und Bandstärke vorzugsweise zwischen 1° und 6° liegt. Die Formrollen sind vorzugsweise in an sich bekannter Weise über Wälzlager gela- gert. Durch die zuvor erwähnte Einstellung des Einlaufwinkels kann auch der Schweißpunkt festgelegt werden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Formvorrichtung besteht darin, dass auf eine Schlitzrohr-Führung, wie sie im Stand der Technik durch die so genannten Messerrollen gegeben ist, und auf einen Schweißrollentisch, d. h. auf eine Schweißvorrichtung mit das zu schweißende Rohr stützenden Rollen, verzichtet werden kann. Ferner ermöglicht der Einsatz des erfindungsgemäßen Systems wesentlich kürzere Formstrecken, als dies bisher im Stand der Technik möglich ist. Dadurch können die Werkzeugkosten gesenkt und die Wechselzeiten stark reduziert werden, was bereits oben ausgeführt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung kurz anhand der beigefügten Zeichnung er- läutert, die ganz schematisch eine perspektivische Ansicht einer Rohrformvor- richtung zeigt.

Die Formvorrichtung 10 weist zwei erste Formrollenpaare 12, im folgenden auch kurz als Paare bezeichnet, sowie eine Vielzahl von zweiten Formrollen- paaren 14 (in diesem Ausführungsbeispiel zehn zweite Formrollenpaare) auf.

Die beiden ersten Formrollen der ersten Paare 12 umfassen eine Oberrolle 16 und eine Unterrolle 18 und dienen der Vorverformung des Metallbandes 20, indem die Längsränder 22 des Metallbandes 20 zu einer gemeinsamen Seite (entweder Ober-oder Unterseite 24,26) umgebogen werden. In dem hier be- schriebenen Ausführungsbeispiel der Formvorrichtung 10 rotieren die Ober-

und Unterrollen 16,18 der ersten Formrollen. paare 12 um horizontale Achsen 28. Dabei können die Längsränder 22 zuvor in einer vorgeschalteten Formsta- tion (nicht dargestellt) im wesentlichen rechtwinklig umgebogen worden sein, so dass hochstehende Kanten geringer Höhe entstehen.

Nach der zuvor beschriebenen Vorverformung des Metallbandes 20 gelangt dieses zwischen die ersten der zweiten Formrollenpaare 14. Jedes dieser Formrollenpaare umfasst zwei zweite Rollen 30,32, die seitlich des Metallban- des 20 angeordnet sind und die Längsränder 22 allmählich immer weiter unter Entstehung eines Rohres aufeinander zu verformen. Die zweiten Formrollen (nachfolgend auch Seitenformrollen genannt) rotieren um vertikale Dreh- achsen 34.

Sämtliche jeweils auf einer Seite des Metallbandes 20 angeordnete Seiten- formrollen 30 sind an einem gemeinsamen Trägerelement 36 angeordnet.

Damit befinden sich beidseitig des Metallbandes 20 zwei derartige Trägerele- mente 36, die in diesem Ausführungsbeispiel nach Art von C-förmigen Profil- stäben ausgebildet sind, die mit ihren offenen Seiten einander zugewandt sind.

An den offenen Innenseiten befinden sich die zweiten Formrollen 30 (Seitenformrollen). Der Abstand zwischen den Seitenformrollen 30 jedes der zweiten Formrollenpaare 14 nimmt in Transportrichtung 38 des Metallbandes 20 ab. Die in Transportrichtung 38 letzten Seitenformrollen 30 halten das Metallband 20 zu einem längsgeschlitzten Rohr 40 zusammen, so dass nun- mehr der Längsschlitz 42 verschweißt werden kann. Dies erfolgt mittels eines Schweißkopfes 44, der unmittelbar hinter dem in Transportrichtung 38 be- trachtet letzten der zweiten Formrollenpaare 14 angeordnet ist. Damit entsteht ein Metallrohr 40 mit Längsnahtschweißung 46.

Die beiden Trägerelemente 36 lassen sich, wie durch die Doppelpfeilpaare 48, 50 in ihrer Schrägstellung relativ zur Transportrichtung 38 und damit auch zur Längsrichtung des Metallbandes und bezüglich ihres Abstandes zum Metallband 20 verstellen. Darüber hinaus ist auch eine Höhenverstellung mög- lich. Durch Einstellen lediglich zweier Elemente, nämlich der beiden Trägerelemente 36 werden sämtliche zweiten Formrollen 30 eingestellt und justiert, was den Einricht-und Umrüstzeitaufwand und insbesondere auch den Werkszeugmaterialseinsatz stark reduziert.