DE102010037456A1

DE102010037456A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines gewellten, rohrförmigen Elementes

Info

Publication number: DE102010037456A1
Application number: DE102010037456A
Authority: DE
Inventors: Pierdomenico Minetti
Original assignee: KGR SpA
Current assignee: KGR SpA
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2011-04-14
Also published as: FR2949986A1; ITTO20090698A1; IT1395891B1; FR2949986B1

Abstract

1. Vorrichtung zum Herstellen eines gewellten, rohrförmigen Elementes
2. Die Vorrichtung dient zum Herstellen eines gewellten, rohrförmigen Elementes und umfasst:
ein Paar Klemmbacken (23) zum Erfassen der Oberfläche des Halbfabrikates,
ein Paar von Endstopfen (9, 11) für den dichtenden Eingriff in die entsprechenden Enden des Halbfabrikates,
Mittel (13) zum Zuführen eines hydraulischen Mediums in das Halbfabrikat,
eine Mehrzahl von Formgebungsplatten (15) zum Herstellen der Wellungen, die für die gegenseitige Verschiebung miteinander verbunden sind, wobei jede Platte in zwei Hälften (15a, 15b) aufgeteilt ist, von denen jede Hälfte so ausgebildet ist, dass sie an der zugehörigen Klemmbacke (23) verschiebbar gelagert und geführt ist, sowie
Druckmittel (31, 38) zur Verschiebung der Formgebungsplatten (15) entlang der Achse (x) des Halbfabrikates,
wobei gemäß der Erfindung die Vorrichtung weiterhin einen Formrahmen (25) hat, der in zwei Halbschalen (33) unterteilt ist, von denen jede abnehmbar in der zugehörigen Klemmbacke (23) montierbar ist und eine entsprechende Hälfte (15a, 15b) jeder Formgebungsplatte 15 verschiebbar aufnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines gewellten, rohrförmigen Elementes aus einem rohrförmigen, glattwandigen Halbfabrikat, umfassend:
ein Paar Klemmbacken zum Erfassen der Oberfläche des Halbfabrikates,
ein Paar von Endstopfen für den dichtenden Eingriff in die entsprechenden Enden des Halbfabrikates,
Mittel zum Zuführen eines hydraulischen Mediums in das Halbfabrikat und zum Ablassen des hydraulischen Mediums aus dem fertiggestellten rohrförmigen Element,
eine Mehrzahl von Formgebungsplatten zum Herstellen der Wellungen, die zueinander beabstandet und für die gegenseitige, teleskopische Verschiebung miteinander verbunden sind, wobei jede Platte in zwei Hälften aufgeteilt ist, von denen jede Hälfte so ausgebildet ist, dass sie an der zugehörigen Klemmbacke verschiebbar gelagert und geführt ist, sowie Druckmittel zur Verschiebung der Formgebungsplatten entlang der Achse des Halbfabrikates.
Bei der Herstellung von Wellrohren ist es häufig erforderlich, Rohre mit unterschiedlichen Wellkonfigurationen zu erzeugen. Insbesondere kann es dabei erforderlich sein, die Zahl der Wellungen zu variieren, die in einer einzigen Druckbeaufschlagung erzeugt werden. Hierzu wird in der Regel die Zahl der Formgebungsplatten verändert. Diese Operation hat lange Stillstandszeiten der Vorrichtung zur Folge, da die Werkzeuge sehr genau eingestellt werden müssen. Aus diesem Grund ist man im Allgemeinen bestrebt, eine bestimmte Konfiguration der Formgebungsplatten für eine große Zahl möglicher Produktionszyklen beizubehalten, wozu man eine Zahl von Formgebungsplatten einsetzt, die gleich einem Teiler der Zahl der erforderlichen Wellungen entspricht. Das führt natürlich dazu, dass die Zeit zur Herstellung eines einzelnen Wellrohres länger als die Zeit ist, die zur gleichzeitigen Erzeugung der kompletten Wellkonfiguration erforderlich ist. Darüber hinaus sind die Vorrichtungen zur Erzeugung von Wellrohren aus einem kontinuierlichen Halbfabrikat nicht in der Lage, nur Rohrabschnitte zu bearbeiten, und umgekehrt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Wellungen in einem rohrförmigen Element zur Verfügung zu stellen, dass im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen eine größere Vielseitigkeit erlaubt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs umrissenen Bauart dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen Formrahmen hat, der in zwei Halbschalen unterteilt ist, von denen jede abnehmbar in der zugehörigen Klemmbacke montierbar ist und eine entsprechende Hälfte jeder Formgebungsplatte verschiebbar aufnimmt.
Eine derartige Vorrichtung kann an unterschiedliche Wellungskonfigurationen wesentlich einfacher angepasst werden als bei bekannten Maschinen. Es ist nämlich ausreichend, eine Reihe von Formträgern bereit zu halten, von denen jeder eine Konfiguration von Formgebungsplatten aufnimmt, die für einen bestimmten Typ eines Wellrohres geeignet ist. Die Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Wellkonfigurationen erfordert lediglich einen Austausch der Formträger, ohne dass komplizierte Einstellungsarbeiten durchgeführt werden müssen.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, die zu der Erfindung gehören.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines gewellten, rohrförmigen Elementes gemäß der Erfindung,
2 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Wellrohres,
3 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung bei der Herstellung von Wellrohren,
4 eine isometrische, schematische Ansicht eines Formwerkzeugs der Vorrichtung der 1,
5 und 6 Querschnitte durch die Vorrichtung der 1 zur Darstellung des Einsetzens eines Formwerkzeugs gemäß 4 in die Vorrichtung, 7 und 8 Draufsichten auf einen Teil der Vorrichtung der 1, in denen das Formwerkzeug und weitere Komponenten geschnitten dargestellt sind und das Formwerkzeug in der axialen Öffnungsstellung bzw. in der axialen Schließstellung gezeigt ist, 9 und 10 Schnittdarstellungen des Formträgers der 4, wobei das Formwerkzeug in der axialen Öffnungsstellung bzw. in der axialen Schließstellung dargestellt ist.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung, die dazu dient, ein Rohr mit radialen Wellungen, die axial aufeinander folgen, aus einem glattwandigen, rohrförmigen Halbfabrikat herzustellen. Ein Beispiel eines solchen Rohres ist in 2 zu sehen, wo mit T das Rohr insgesamt bezeichnet ist, während mit W1 und W2 Gruppen von Wellungen bezeichnet sind, die unterschiedliche Wellenzahlen haben und die über einen glatten Abschnitt S verbunden sind.
Aus 1 ergibt, sich weiterhin, dass die Vorrichtung 1 ein Traggerüst 2 hat, das sich in der Bearbeitungsrichtung für die Rohre erstreckt und auf dem die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung angeordnet sind. 1 zeigt dabei eine der Stützrollen 3, die entlang des Traggerüstes 2 angeordnet sind und dazu dienen, ein Halbfabrikat B an einem Ende in die Vorrichtung 1 einzuführen bzw. aus dieser herauszunehmen. Eine Umformeinheit 5 dient bei der in 1 gezeigten Vorrichtung 1 dazu, die Wand des rohrförmigen Halbfabrikates B so zu verformen, dass die gewünschten Wellungen erzeugt werden. In Bearbeitungsrichtung hinter der Umformeinheit 5 befindet sich eine Schneideinheit 7, die dazu dient, das rohrförmige Halbfabrikat oder das erzeugte Wellrohr in die gewünschten Längenabschnitte zu unterteilen.
Die Umformeinheit 5 arbeitet mit der bekannten Technik der Hydroverformung von rohrförmigen Halbfabrikaten. Hierzu wird das Halbfabrikat in ein Formwerkzeug eingesetzt, worauf in das Halbfabrikat eine Druckflüssigkeit eingeführt wird. Durch den Druck der Flüssigkeit auf die Wand des Halbfabrikates und gegen das Formwerkzeug werden Aufweitungen dieser Wand erzeugt. Um die Wellenbildung abzuschließen, hat das Formwerkzeug eine Reihe von gegeneinander verschiebbaren Platten, die während des Einbringens der Druckflüssigkeit zunächst einen axialen Abstand voneinander haben und die am Ende der Druckeinbringung gegeneinander verschoben werden, um die Aufweitungen in axialer Richtung zusammenzuführen.
Die Umformeinheit 5 der Vorrichtung 1 arbeitet nach der soeben kurz erläuterten Technik, so dass die Vorrichtung 1 die notwendigen Komponenten aufweist, um diese Technik zu realisieren, wobei diese in 1 im Betrieb schematisch dargestellt sind.
Die Vorrichtung 1 hat hierzu zwei Endstopfen 9 und 11, die dichtend in die entsprechenden Enden des Halbfabrikates B gemäß 3 eingreifen.
Die Vorrichtung 1 hat weiterhin Mittel 13 zum Zuführen bzw. Ablassen der hydraulischen Flüssigkeit in das Halbfabrikat bzw. aus dem fertiggestellten Wellrohr.
Die Umformeinheit 5 hat weiterhin eine Reihe von Formgebungsplatten 15, die während des Einführens der Druckflüssigkeit zunächst voneinander beabstandet und so miteinander verbunden sind, dass sie eine Teleskopbewegung ausführen können. Jede Platte 15 ist in zwei voneinander trennbare Hälften unterteilt, damit das Halbfabrikat in die Form eingesetzt und das fertiggestellte Rohr aus dieser herausgenommen werden kann.
Nachdem das Formwerkzeug gegen das Halbfabrikat B geschlossen ist und die Endstopfen 9 und 11 in dessen Enden dichtend eingesetzt sind, bildet dieses in seinem Inneren einen dicht abgeschlossenen Raum.
In diesen Raum wird nun ein Hydraulikmedium eingeführt, das über nicht dargestellte Ventile zunächst die eingeschlossene Luft entweichen lässt und anschließend einen Druck erzeugt, der dazu führt, dass sich die Wand des Halbfabrikates B leicht nach außen aufweitet, wodurch in den Zwischenräumen zwischen den Platten 15 Wellen C erzeugt werden.
Nachdem ein konstantes Druckniveau erreicht ist, werden die Platten 15 teleskopartig aneinander angenähert. Wenn eine Platte 15 die benachbarte Platte berührt, wird dadurch die Aufweitung der Wand des Halbfabrikates B zwischen den beiden Platten axial zusammengedrückt, wodurch die Bildung einer entsprechenden Welle C' erfolgt. Die Wellenbildung ist dann abgeschlossen, wenn sich alle Platten 15 gegenseitig berühren. 3 zeigt eine Zwischenstellung, bei der einige Wellen bereits fertiggestellt sind, während sich andere noch in der Zwischenphase befinden, in der die Platten 15 gegeneinander verschoben werden.
Sobald die Wellung abgeschlossen ist, wird das hydraulische Medium wieder abgelassen und werden die Endstopfen 9, 11 herausgenommen, worauf das Formwerkzeug geöffnet wird.
Aus den 4 bis 10 geht hervor, dass die Umformeinheit 5 der Vorrichtung 1 einen Rahmen 21 aufweist, der sich auf dem Traggerüst 2 der Vorrichtung 1 abstützt, ferner ein Paar von Klemmbacken 23, die von dem Rahmen 21 getragen werden, ein Formwerkzeug, das aus einem Formrahmen 25 besteht, der abnehmbar an den Klemmbacken 23 gelagert ist, sowie die Formgebungsplatten 15, die in dem Formrahmen 25 angeordnet sind.
Der Rahmen 21 hat zwei Rahmenteile 26, die bezüglich der Axialrichtung x des Halbfabrikates auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet und miteinander über ein Paar unterer Führungen 27 und ein Paar oberer Führungen 28 verbunden sind, die sich quer zur Richtung x erstrecken.
Auf den unteren und oberen Führungen 27, 28 sind die Klemmbacken 23 verschiebbar so gelagert, dass sie quer zur Achse x verstellbar sind.
Die unteren Führungen 27 befinden sich im unteren Bereich der Klemmbacken 23, während die oberen Führungen 28 im oberen Bereich der Klemmbacken 23 angeordnet sind. Die oberen Führungen 28 sind in Axialrichtung x voneinander beabstandet, und zwar mit einem Abstand, der größer als die Länge des Formrahmens 25 ist.
Jede Klemmbacke 23 ist mit dem entsprechenden Rahmenteil 26 über einen Gelenkhebelmechanismus 29 beweglich verbunden. Dieser hat eine erste Stange 29a, die mit einem Ende an dem zugehörigen Rahmenteil 26 anlenkt ist, sowie eine zweite Stange 29b, die mit ihrem Ende an der zugehörigen Klemmbacke 23 angelenkt ist, wobei beide Stangen mit ihren freien Enden über ein Scharnier 29c miteinander verbunden sind. An diesem Scharnier 29c ist auch das freie Ende des Kolbens eines doppelt wirkenden Schließzylinders 29d angelenkt, der mit seinem Bodenende an dem Traggerüst 2 angelenkt ist. Der Gelenkhebelmechanismus 29 dient dazu, die Öffnungs- und Schließbewegung der Klemmbacken 23 in Querrichtung zu steuern, was sich aus den 5 und 6 ergibt.
In dem transversalen Schließzustand der Klemmbacken 23 sind diese in der Lage, die Oberfläche eines Halbfabrikats B über die Formgebungsplatten 15 zu ergreifen, damit dieses Halbfabrikat bearbeitet werden kann.
An jeder der beiden Klemmbacken 23 ist ferner ein doppelt wirkender Druckzylinder 31 gelagert, dessen Kolben sich in Richtung der Achse x bewegen kann.
Wie sich insbesondere aus 4 ergibt, ist der Formrahmen 25 in zwei voneinander getrennte Halbschale 33 unterteilt, von denen jede abnehmbar an der zugehörigen Klemmbacke 23 gelagert ist. Hierzu hat jede Halbschale 33 eine Positionierzunge 34, die dazu dient, in eine Referenzaussparung 35 einzugreifen, die in die jeweilige Klemmbacke 23 eingearbeitet ist, sowie Fixierbohrungen 36, die in die Seitenwand der Halbschale 33 eingearbeitet sind, um diese über nicht gezeigte Schrauben an der Klemmbacke 23 zu fixieren.
Der Formrahmen 25 nimmt die Formgebungsplatten 15 verschiebbar auf. Hierzu nimmt jede Halbschale 33 eine entsprechende Hälfte jeder Formgebungsplatte 15 auf. Den Innenaufbau des Formrahmens 25 zeigen die 7 bis 10 besonders deutlich, wo die Hälften der Formgebungsplatten 15 mit 15a bzw. 15b gekennzeichnet sind.
Die 7 und 9 zeigen den Formrahmen 25 in der axial geöffneten Stellung, in der die Aufweitung des Halbfabrikates durch Druckbeaufschlagung mittels des hydraulischen Mediums durchgeführt werden kann, während in den 8 und 10 der Formrahmen in axialer Richtung geschlossen ist, was am Ende der Verschiebung der Formgebungsplatten 15 der Fall ist, wodurch nach dem vorangegangenen Aufweiten die endgültigen Wellungen erzeugt werden. Aus Gründen der Vereinfachung zeigen die 7 und 8 nur eine Hälfte der Vorrichtung 1 in teilweise geschnittener Draufsicht.
Zur Bewegungssteuerung der Formgebungsplatten 15 befindet sich an jeder Halbschale 33 ein Abschlusselement 37, das in der jeweiligen Halbschale 33 verschiebbar gelagert ist und aus dieser in Axialrichtung x teilweise hervorsteht. Im Einbauzustand des Formrahmens 25 sind die Abschlusselemente 37 der Halbschalen 33 an einem gemeinsamen Mitnehmer 38 befestigt, der die freien Enden der Kolben der Druckzylinder 31 miteinander verbindet.
Jedes Abschlusselement 37 ist mit einem der Enden 15a, 15b der Formgebungsplatte 15 verbunden, wobei jedes Plattenende mit den benachbarten Enden innerhalb derselben Halbschale über herkömmliche Verbindungselemente verbunden ist, so dass eine gegenseitige Bewegung der Platten möglich ist. Ein Beispiel für diese Verbindungsmittel besteht aus einer Verbindung über Bolzen und zugehörige Langlöcher, die sich in der Richtung x erstrecken.
In Arbeitsrichtung hinter der Umformeinheit 5 befindet sich die Schneideinheit 7. Diese ist vorzugsweise auf nicht gezeigten Führungen gelagert, die sich quer zur Axialrichtung x des Halbfabrikats (rohrförmiges Element) erstrecken. Die Schneideinheit 7 ist damit quer zur Achse des Halbfabrikats zwischen einer Arbeitsstellung, in der die Schneideinheit 7 die Achse x schneidet, und einer inaktiven Stellung verschiebbar.
Die Vorrichtung der obern erläuterten Bauweise kann angepasst werden, um unterschiedliche Wellenkonfigurationen zu erzeugen, und zwar einfacher als bei bekannten Vorrichtungen. Es genügt nämlich, eine Reihe von Formrahmen bereitzustellen, von denen jeder eine Formgebungsplatten – Konfiguration aufweist, um den gewünschten Typ eines Wellrohres zu erzeugen. Die Anpassung der Vorrichtung an andere Wellungskonfigurationen erfordert lediglich einen Austausch der Formrahmen ohne komplizierte Einstellarbeiten. Die einzelnen Formrahmen werden in die Umformeinheit 5 von oben eingesetzt, wozu ein Flaschenzug P oder ähnliche Mittel verwendet werden können, um die Formrahmen 25 in den Rahmen 21 abzusenken oder aus diesem herauszuheben.
Dank der besonderen Ausbildung des Rahmens 21 der Umformeinheit 5 besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung anstatt mit einem langen, rohrförmigen Halbfabrikat mit einzelnen Abschnitten zu beschicken. Diese können von oben unmittelbar in die Umformeinheit 5 eingesetzt werden, beispielsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Schwerkraft-Beladeorgans.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines gewellten, rohrförmigen Elementes aus einem rohrförmigen, glattwandigen Halbfabrikat, umfassend: ein Paar Klemmbacken (23) zum Erfassen der Oberfläche des Halbfabrikates, ein Paar von Endstopfen (9, 11) für den dichtenden Eingriff in die entsprechenden Enden des Halbfabrikates, Mittel (13) zum Zuführen eines hydraulischen Mediums in das Halbfabrikat und zum Ablassen des hydraulischen Mediums aus dem fertiggestellten rohrförmigen Element, eine Mehrzahl von Formgebungsplatten (15) zum Herstellen der Wellungen, die zueinander beabstandet und für die gegenseitige, teleskopische Verschiebung miteinander verbunden sind, wobei jede Platte in zwei Hälften (15a, 15b) aufgeteilt ist, von denen jede Hälfte so ausgebildet ist, dass sie an der zugehörigen Klemmbacke (23) verschiebbar gelagert und geführt ist, sowie Druckmittel (31, 38) zur Verschiebung der Formgebungsplatten (15) entlang der Achse (x) des Halbfabrikates, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin einen Formrahmen (25) aufweist, der in zwei Halbschalen (33) unterteilt ist, von denen jede abnehmbar in der zugehörigen Klemmbacke (23) montierbar ist und eine entsprechende Hälfte (15a, 15b) jeder Formgebungsplatte (15) verschiebbar aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (23) quer zur Achse (x) des Halbfabrikates (B) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (23) auf Führungen (27, 28) quer zur Achse (x) des Halbfabrikates (B) verschiebbar sind, wobei diese Führungen ein Paar unterer Führungen (27), die im unteren Bereich der Klemmbacken (23) angeordnet sind, sowie ein Paar oberer Führungen (28) aufweisen, die im oberen Bereich der Klemmbacken (23) angeordnet sind und die in Axialrichtung des Halbfabrikates (B) einen Abstand voneinander haben, der größer ist als die Länge des Formrahmens (25).
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Rahmen (21) für die Aufnahme der Klemmbacken (23), welcher aus einem Paar von Rahmenteilen (26) besteht, die bezüglich der Axialrichtung des Halbfabrikates auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet und durch die unteren Führungen (27) und die oberen Führungen (28) miteinander verbunden sind, wobei jede Klemmbacke (23) beweglich mit dem entsprechenden Rahmenteil (26) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klemmbacke (23) mit dem zugehörigen Rahmenteil (26) über einen Gelenkhebelmechanismus (29) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel aus einem Paar doppeltwirkender Druckzylinder (31) bestehen, von denen jeder an der entsprechenden Klemmbacke (23) gelagert ist, wobei die zugehörigen Kolben in Axialrichtung des Halbfabrikates beweglich sind, und dass ein in Querrichtung wirkender Mitnehmer (38) vorgesehen ist, der die freien Enden dieser Kolben miteinander verbindet und fest mit einem Paar der Abschlusselemente (37) der Halbschalen (33) verbindbar ist, wobei jedes Abschlusselement (37) verschiebbar in der zugehörigen Halbschale (33) gelagert und in Axialrichtung des Halbfabrikates teilweise über diese hinaussteht und teleskopisch mit einem der Enden der Formgebungsplatten (15) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Arbeitsrichtung hinter den Klemmbacken (23) eine Schneideinheit (7) zum Durchtrennen des rohrförmigen Elementes vorgesehen ist, welche in Querrichtung zur Achse des Halbfabrikates (B) zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung beweglich ist.