专利名称：使管子再成型的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用来使管子再成型的装置和方法，尤其涉及一种使用于通风管道系统中的、螺旋形缠绕的、卷边接缝的管子进行再成型的装置和方法。
背景技术：
WO-A-99/51371公开了一种称为椭圆化器(ovaliser)的装置，该装置用来使圆形管道系统形成椭圆形管道系统，即是用来使管子的横截面从圆形改变成椭圆形的装置。尤其地，该管子是螺旋形管，本领域普通技术人员也称之为螺旋形缠绕的管子。
为了实现管子的再成型，因此该装置具有细长的、水平管形成组件，该组件具有两个相互垂直隔开的管形成件。借助动力装置使这两个管形成件相互连接起来，而该动力装置成形成使这些管形成件相互垂直地往复运动。
把要进行再成型的圆形管放置在管形成组件上，并且动力装置(许多液压缸)被致动。当这些管形成件之间的距离增大时，它们在两个相对位置上压靠在管子的内表面上，并且使管子再成型成椭圆形横截面。每个管形成件具有半圆形头部，而该半圆形头部压靠在管子的内表面上。
但是，这种公知技术具有下面将讨论的一些缺点。
首先，由于压靠在管子内部的作用，因此管壁变形并且材料被拉伸。这种拉伸可以导致管壁断裂和其它缺陷。
第二，当该管子是螺旋缠绕的、卷边接缝的管子(正常情况)时，挤压作用在卷边接缝中可以导致滑动或者滑移，这又可以使管子在每端上形成不同的尺寸。这就使得难以把这些管子连接在通风管道系统中。
第三，不得不为管子的每个直径更换管形成件的半圆形头部。这种更换工作浪费了时间，并且不得不保持库存许多管形成头部。这增加了费用。
第四，公知装置具有较小的适应性，因为它只能用来从圆形再成型为椭圆形。
第五，变形后或者再成型后的管子(椭圆形)由于变形所引起的管壁中的应力作用而趋于恢复到它的原始形状(圆形)。
因此，需要有用来使管子再成型的改进技术。
就背景技术而言，还应该提及所谓的弯曲机。弯曲机具有辊子组件，其中金属板或者金属片被供给到该弯曲机中并且被形成为理想形状，例如形成圆形横截面。在最后步骤中，借助沿着管壁进行纵向焊接来封闭该管子。但是，这些弯曲机不能用来使管子进行再成型，例如使管子从圆形再成型为椭圆形，因为开始的材料总是平板或者平片。
发明内容
本发明的目的是提供一种用来使管子再成型的、新的、改进的技术，尤其是使用于通风管道系统的、螺旋缠绕的、卷边接缝的管子进行再成型的技术，因此克服了上述的缺点或者至少使上述缺点变得不严重。
现在，这个目的可以借助具有权利要求1的特征的装置来实现，而优选实施例在相关的从属权利要求中限定出。
借助这种装置，可以解决现有技术的问题。由于成形辊和使这些成形辊进行运动的装置被进行独创性的布置，因此非常容易使管子进行再成型。管子的材料不会被拉伸，因为借助这种再成型工作使得管子的圆周没有改变。因此，在管壁中不会产生缺陷。
此外，该装置可以用来使大量的管子进行再成型，即使大量的管子从圆形再成型为椭圆形、从椭圆形再成型为圆形等。原则上，可以得到管子的任何横截面形状，只要它具有圆形拐角就行，例如三角形、矩形等。因此，本发明装置的工作具有非常好的适应性。
另一个非常重要的优点是，同一装置可以用于所有尺寸。当对具有各种各样尺寸的管子进行再成型时，不需要更换管形成件。相同的辊布置可以用于所有尺寸。实际上，与介绍部分所讨论的WO-A-99/51371中的公知装置相比，这是有利的。
在优选实施例中，这些成形辊成形成把弯曲力施加在这样的一些作用点上这些作用点相对于壁的圆周被隔开。其结果是，可以实现非常平稳的再成型工作。优选地，这些成型辊被成形成沿着管子的母线施加弯曲力，这就进一步改善了再成型工作。
优选的是，旋转装置包括辊隙，它具有两个相对的辊子，这两个辊子成形成在辊隙内接合管壁，并且沿着它的纵向轴线可驱动地旋转管子。这种辊隙提供了可靠的、平稳的旋转工作。最优选的是，这些成形辊和这些压送辊是平行的，从而能够方便地控制再成型工作。此外，这种布置使得该装置的结构非常紧凑。
在优选实施例中，该装置包括框架，该框架具有两个相对的、隔开的框架件，在进行工作时，在这两个框架件之间设置着管子。每个框架件具有导向装置，这些成形辊的端部连接到导向装置上，导向装置成形成提供这些成形辊的所述运动。框架件中的这些导向装置可以对这些成形辊的再成型运动进行不同的控制。没有产生不利的惯性。
优选地，导向装置是槽，这些槽设置在相应的框架件中。此外，优选的是，致动装置如液压缸安装在成形辊的端部和框架件之间。因此，这些成形辊可以实现不同的运动。
在本发明的一个方面中，提供了一种用来使管子进行再成型的辊子装置，其中该管子具有横截面和纵向轴线，该辊子装置包括第一辊子组件，它成形成使管子绕着纵向轴线进行旋转；第二辊子组件，它成形成把弯曲力沿着朝向或者远离管子的方向施加到管子中，因此改变了管子的横截面。
本发明的目的还可以借助一种方法来实现，该方法具有附加的权利要求15的特征，优选的变形限定在相关的从属权利要求中。
本发明方法和它的优选变形的优点基本上与上面讨论的装置的优点相同。
参照附图，在下面进一步描述本发明和它的优点，其中这些附图借助例子的方式示出了目前的优选实施例。
图1是本发明第一实施例的装置的透视图；图2-4是图1所示的装置的再成型机构的侧视图。
图5示出了包括在再成型机构内的辊子的各种位置。
图6-8是具有辅助辊子的替换再成型机构的侧视图。
图9是本发明第二实施例的装置的透视图。
图10是图9所示的装置的再成型机构的侧视图。
具体实施例方式
参照图1-5，本发明第一实施例的装置包括框架1，该框架1具有两个相对的、隔开的框架件2和3。具有壁5、边缘6、内表面7、外表面8和纵向轴线C的管子4设置在框架件2和3之间。辊子装置包括两个可旋转的压送辊(nip roller)10、11和两个可旋转的成形辊12、13。压送辊10、11提供了用来使管子4绕着它的纵向轴线C进行驱动旋转的装置，而成形辊12、13用来使管子4再成型。这个将在下面作进一步的描述。
这个例子中所示出的管子4是螺旋形缠绕的、卷边接缝的管子，该管子由金属片形成，并且适合用于通风管道系统中。
所有的辊子10-13相互平行并且平行于管子4的纵向轴线C。
压送辊子10、11由安装在框架1上的马达M来旋转(示意性地示出在图1中)。
在每个框架件2、3中，有一个安装组件，该安装组件把这些辊子10-13的端部连接到相应的框架件上。在图1中只示出了一个安装组件。这个组件包括两个臂14、15，这两个臂14、15可转动地安装在框架件3上(各自安装在14a、15a上，参见图2-4)。臂14连接到管子4内的成形辊12的端轴部分12a上，而臂15连接到管子4外部的成形辊1 3的端轴部分13a上。这些臂14、15的转动(参见双箭头)由致动装置来操纵，这里示成为安装在框架件3上的液压缸16、17。
管子4内的上部压送辊10在它的两端轴部分10a处可旋转地连接到框架件2、3上。但是，压送辊10是“静止的”，这表示压送辊10不能离开它在框架1内的位置。但是，下部压送辊11借助致动装置的帮助可以垂直地运动，其中致动装置在这里是安装在框架件3上的液压缸18。
管子再成型装置的工作原理示出在图2-5中。圆形横截面的管子4布置在该装置中，并且借助在辊隙内使压送辊10、11夹紧管壁5进行顺时针方向旋转。内部或者上部成形辊12接合管4的内表面8，因此外部或者下部成形辊13接合管4的外表面。成形辊12、13沿着管4的母线G施加到管壁5上。
借助臂14和15的旋转，成形辊12、13在作用点19、21处把弯曲力施加到管壁5上，而这些作用点相对于管子4的边缘6被隔开。因此，成形辊12、13相对于彼此进行运动并且相对于压送辊10、11进行运动。借助这种特征，管子4可以形成图3所示的中间横剖面形状，并且最后形成图4所示的目标椭圆形横截面形状。在工作时，成形辊12、13的运动可以借助计算机(未示出)来进行精确控制。把所述弯曲力施加到管壁5上的两个成形辊12、13之间的相互配合作用便于平稳地使管子4进行再成型。
第一成形辊13用来减少管子4的曲率半径R，而第二成形辊12用来增大管子4的曲率半径。外部成形辊13施加弯曲力，而这些弯曲力基本上朝向管子4的中心，而内部成形辊12施加远离管子4的中心的弯曲力。在工作时，两个成形辊12、13共同作用以提供合适的弯曲作用。
优选地，这些臂14、15在平面P内可以转动，而平面P垂直于管子4的纵向轴线C。
图5中的虚线相应地示出了成形辊12和13的端位置。实际上，根据管子4的目标最后形状，这些端位置可以改变。
在这个例子中，示出了圆形管4是如何再成型为椭圆形管的，这就是改变管的曲率半径R。但是，该装置也可以用来把椭圆形管再成型为圆形管等。对管子的初始或者最后的横截面而言，在再成型时没有特殊限制。
如图1所看到的一样，框架件3可转动地安装在21上，以致这部分的框架1可以被“打开”来把管子供给到该装置中，并且从该装置中取下再成型过的管子。当然，当管子将供给到该装置中或者从该装置中取下管子时，内部辊子10、12不得不与它们的安装件脱开。
辊子的数目对于再成型而言不是至关紧要的。作为例子，图6-8示出了替换实施例。这些辊子10-13与上述实施例的相同，但是加入了辅助外成形辊22。由于这种辅助成形辊22和外部成形辊13设置在外部压送辊10的每侧上，因此可以实现非常平稳、有效的再成型工作。借助以精确限定的顺序(借助计算机来控制)来升高和降低这两个成形辊13和21，可以完成非常有利的再成型。
该装置的第二个实施例示出在图9-10中。这个实施例和第一实施例之间的主要不同之处涉及用来安装和移动辊子10-13的装置。图9-10的装置具有两组(set)安装装置，其中在每一端上具有一组。在下面，只描述其中的一组。
外部压送辊11的端轴部分11a安装在框架件3内的细长凹口或者槽23中，而外部成形辊13的端轴部分13a安装在框架件3内的细长凹口或者槽24中。这些槽23、24构成了用来给相关辊11和13的运动进行导向的装置，其中相关辊11和13的导向运动由致动装置来实现，在这里，致动装置(如在第一实施例中的一样)是液压缸18和17。槽23、24的设计不得不根据理想运动和再成型工作来进行计算。在通常情况下，这些槽23、24是线性的，但是它们也可以具有稍微的弯曲(未示出)。
与第一实施例的一样，外部或者下部压送辊11可以垂直运动，因此内部或者上部压送辊10是“静止的”(但是，当然可以旋转)。内部和外部成形辊12和13各自可以沿着下面这些方向进行运动这些方向与下部压送辊11的垂直运动形成一个角度。在图9中可以看到，两个槽23和24形成了一个角度。
稍稍改进的液压缸16’连接到内部成形辊12的端轴部分12a上。相对于图1所示的缸16的区别在于借助夹紧件或者爪25把改进后的缸16’可拆下地连接到端轴部分12a上。因此，缸16’可以从成形辊12中拆下来，并且可以绕着枢轴26摆动到垂直位置上，从而改变管子。当管子将被供给到辊隙10、11中或者从辊隙10、11中拆下来时，借助缸18使压送辊11降低，夹紧件25从端轴部分12a上拆下来，并且缸16’摆动到它的垂直位置上。
如图1所示，框架件3在21处可以转动，因此这部分的框架可以被“打开”。
优选地，缸16’、17和18基本上设置在共同平面上，而该共同平面垂直于管子4的纵向轴线C。这导致结构非常紧凑并且可靠。
为了实现内部成形辊12的平稳运动，因此借助连接件27把它的端轴部分12a连接到端轴部分10a上。当管子从辊隙10、11中移开时，连接件27也用来保持上部压送辊10。
如第一实施例，第一成形辊13减小了曲率半径，因此第二成形辊12增大了曲率半径。在图10中，内部成形辊12示出在位于压送辊10、11上方的最高位置上，但是成形辊12可以沿着缸16’的方向降低到这样的位置在该位置上，它与外部成形辊13相配合把弯曲力施加到管壁5上。然后，缸16’绕着枢轴26进行转动。
借助这种装置可以得到非常好的实际结果。用于通风管道系统中的、螺旋形缠绕的、卷边接缝的管子已从圆形再成型为椭圆形，而没有任何介绍部分中所讨论的现有技术中的缺点。本发明已研究出再成型管子的简单的、改进后的方法。特别地，有利的是，在再成形期间，管子的圆周保持不变。
最后，应该强调的是，本发明决不局限于这里所描述的这些实施例，而是在附加权利要求所限定出的本发明精神实质内可以进行许多改进。例如，应该提及的是，可以使用不是这里所描述的辊子数目的其它数目，本发明不局限于任何特殊种类的管子。此外，可以使用不是液压缸的其它致动装置，例如可以使用气压缸、电驱动装置(线性装置)和类似装置。
也可以使用用于辊子的旋转、安装和运动的替换装置。例如，使辊11进行运动的缸18可以用下面这样的装置(未示出)来代替该装置包括轴向致动的缸，其中该缸借助楔形组件使辊11上下运动。此外，使辊12进行运动的装置16’、25可由齿圈装置(gear ring unit)(未示出)来取代，而该齿圈装置连接到辊12或者它的端轴部分12a上。借助使齿圈进行旋转，使辊12沿着圆的扇形部分进行运动，如图5-8中的双箭头所示。齿圈借助合适的装置来致动，优选地借助电驱动的装置来致动。借助这种齿圈装置，辊子12可以在两个端位置之间进行摆动，例如沿着半圆进行摆动。
权利要求
1.一种用来使管子(4)进行再成型的装置，该管子(4)具有具有圆周(6)的壁(5)，内表面(7)，外表面(8)，纵向轴线(C)，和具有至少一个曲率半径(R)的横截面，其特征在于装置(10、11)，它成形成在装置内使管子(4)绕着它的纵向轴线(C)进行旋转；第一成形辊(13)，它与管子(4)的纵向轴线(C)相平行，并且成形成接合管子(4)的外表面(7)；第二成形辊(12)，它与管子(4)的纵向轴线(C)相平行并且成形成接合管子(4)的内表面(8)；及装置(14、15；16-18)，它成形成使第一和第二成形辊(12、13)相对于彼此进行运动，并且相对于旋转装置(10、11)进行运动，从而把弯曲力施加到管壁(5)上，以改变所述至少一个曲率半径(R)，由此而使管子(4)的横截面进行再成型。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，这些成形辊(12、13)和运动装置(14、15；16-18)被成形成把弯曲力施加在管壁(5)上的一些作用点(19、20)上，这些作用点相对于管壁(5)的圆周(6)被隔开。
3.如权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，这些成型辊(12、13)被成形成沿着管子(4)的母线(G)施加弯曲力。
4.如前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，所述旋转装置包括辊隙组件，该组件具有两个相对的辊子(10、11)，这两个辊子成形成在辊隙内接合管壁(5)，并且可驱动地旋转管子(4)绕它的纵向轴线(C)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，这些成形辊(12、13)平行于所述辊隙组件的辊子(10、11)。
6.如前述权利要求任一所述的装置，还包括框架(1)，框架(1)具有两个相对的、隔开的框架件(2、3)，在进行工作时，在这两个框架件之间设置着管子(4)，每个框架件(2、3)具有导向装置(24、16’、27)，这些成形辊(12、13)的端部(12a、13a)连接到导向装置上，这些导向装置成形成提供这些成形辊(12、13)的所述运动。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，导向装置是槽(24)，这些槽设置在框架件(2、3)中，这些成形辊的端部安装在这些槽中。
8.如权利要求6或者7所述的装置，其特征在于，致动装置(16、17)安装在成形辊(12、13)的端部(12a、13a)与所述框架件(2、3)之间。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，这些致动装置是液压缸(16、17)。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，运动装置包括臂(14、15)，这些臂连接到这些成形辊(12、13)的端部(12a、13a)上并且在平面(P)内可以转动，其中平面(P)基本上垂直于管子(4)的纵向轴线(C)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，这些致动装置(16、17)安装在该装置的臂(14、15)与框架件(2、3)之间。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，这些致动装置是液压缸(16、17)。
13.如权利要求1所述的装置，它还包括辅助成形辊(22)，该辅助成形辊成形成接合管子(4)的外表面(7)并且相对于管壁(5)的圆周(6)与第一成形辊(13)隔开。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，辅助成形辊(22)和第一成形辊(13)设置在包括在装置(10、11)中的外部压送辊(11)的每侧上，从而使管子(4)绕着它的纵向轴线(C)进行旋转。
15.一种用来使管子(4)进行再成型的方法，管子(4)具有内表面(8)和外表面(7)、纵向轴线(C)和横截面，其中横截面具有至少一个曲率半径(R)，其特征在于以下步骤使管子(4)绕着它的纵向轴线(C)进行旋转；及把弯曲力施加到管子(4)的内表面和外表面(8、7)上；因此改变了所述至少一个曲率半径(R)，从而使管子(4)的横截面进行再成型。
16.如权利要求1 5所述的方法，其特征在于，把弯曲力施加在管壁(5)上的作用点(19、20)上，而这些作用点相对于管壁(5)的圆周(6)被隔开。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在管子(4)的再成型期间，这些弯曲力的作用点沿着管壁(5)的圆周(6)运动。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，沿着管子(4)的母线(G)施加这些弯曲力。
19.一种用来使管子(4)进行再成型的辊子装置，其中该管子具有横截面和纵向轴线(C)，该辊子装置包括第一辊子组件(10、11)，它成形成使管子(4)绕着纵向轴线(C)进行旋转；第二辊子组件(12、13)，它成形成把弯曲力沿着朝向或者远离管子(4)的方向施加到管子(4)中，因此改变了管子(4)的横截面。
20.一种管子，它借助权利要求1 5的方法来进行再成型。
21.一种辊子装置的用途，该辊子装置用来使被旋转的管子(4)再成型，至少一个成形辊(12)设置在管子(4)的内部，而至少一个成形辊(13)设置在管子(4)的外部。
全文摘要
在一种使管子(4)进行再成型的方法中，使用了一种装置，该装置具有辊隙(10、11)，它能够使管子(4)进行旋转；及成形辊组件(12、13)，它用来改变管子(4)的横截面，例如从圆形改变成椭圆形。
文档编号B21C37/15GK1509215SQ02810148
公开日2004年6月30日 申请日期2002年5月17日 优先权日2001年5月18日
发明者拉尔斯－奥克·马特松, 拉尔斯-奥克 马特松 申请人:林登公司