本發(fā)明涉及用于制造金屬板制管狀絕熱元件的方法和裝置，該金屬板制管狀絕熱元件在下文中也被稱為管子或套管。這類元件(它們典型為圓柱體的形狀并且長(zhǎng)度約為1000或1250mm，通常也稱作“區(qū)段”)用于載熱流體管道的隔熱。它們由打孔的矩形板坯料構(gòu)成，而該板坯料隨后被彎拱，沿母線(génératrice，生成線)保持敞開(kāi)，以便能夠圍繞待進(jìn)行絕熱的管道側(cè)向插入。隨后借助于例如裝配螺栓，將兩個(gè)相對(duì)的縱向邊緣彼此接合。進(jìn)一步地，這些絕熱元件的軸向端部被成形為使得這些元件能夠通過(guò)嵌合而組裝在一起。沿直線進(jìn)行裝配的基本原理是使用凸線腳和凹線腳的嵌合，無(wú)論是在豎直位置還是水平位置安裝，該嵌合都能夠確保良好的不透水性和足夠的剛性。

然而，絕熱元件的嵌合可以使用各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在圖1至圖4中顯示了其一些例子，這些圖示出了已裝配的管件，每個(gè)管子1都由滾軋的板坯料構(gòu)成，板坯料通過(guò)縱向邊緣18、19的接合而閉合。圖1描繪了利用凸出的外圍線腳11朝向管子1的較小直徑端12的嵌合，而當(dāng)該較小直徑端被嵌合至另一管子的相對(duì)的圓柱形端部13內(nèi)時(shí)，線腳構(gòu)成止擋件。圖2示出了類似的嵌合系統(tǒng)，其中取代前一實(shí)例中的“圓錐形狀”使用了縮頸14，該縮頸通過(guò)在管子的整個(gè)外圓周上分布的軸向波紋的形成而獲得。圖3描繪了一種邊緣到邊緣類型的嵌合，一端包括恰好形成在管子的邊緣的凹入線腳15，而在形成在另一端上的凸出線腳16的邊緣插入到該凹入線腳中。圖4描繪了一種搭接類型的嵌合，其中一端包括縮頸14、波紋以及位于縮頸的邊界處的凹入線腳15，而管子的另一端插至該縮頸上并且還包括凸出線腳16，凸出線腳的邊緣插入到該凹入線腳中。

在每種情況下，朝向元件的軸向端部形成的線腳或者波紋造成板的整個(gè)厚度的變形，而板還需保持平滑并且在這些變形的端部區(qū)域之間沒(méi)有變形。

用于制造這些管子的板的材料很大程度上取決于應(yīng)用。這些材料可能具體為鋁、彩涂鋼(acier prépeint，預(yù)涂鋼)、不銹鋼或者電鍍鋼，板的厚度通常在0.4到1mm之間變化。

背景技術(shù)：

目前而言，從成卷供應(yīng)的板制造絕熱元件包括以下系列步驟：

A)將坯料切割并定尺寸(寬度為1000-1250mm，長(zhǎng)度＝直徑*π+用于重疊部分的過(guò)長(zhǎng))，

B)對(duì)坯料進(jìn)行打孔以形成螺栓孔，以用于閉合管子，

C)縱向加工線腳，以形成同樣用于閉合目的的一個(gè)或兩個(gè)線腳，

D)使用滾軋機(jī)將側(cè)壁滾軋或者彎拱至要求的直徑，以獲得套管，

E)用螺栓預(yù)組裝套管，以實(shí)現(xiàn)充足的剛性，

F)使端部成形為例如具有上文中描述的形狀，以允許端對(duì)端地將管子裝配。使用邊緣成形機(jī)器實(shí)現(xiàn)端部的成形。

G)移除螺栓，以允許將套管一個(gè)嵌合在另一個(gè)中，特別地為了減小運(yùn)輸過(guò)程中的體積。

使端部成形的操作非常重要并且必須由專業(yè)人士非常細(xì)心地進(jìn)行，線腳的深度以及結(jié)果的可重復(fù)性是重要的，以便確保接下來(lái)絕熱元件之間的均一組裝以及裝配。

具體從EP1518616、EP1724033、EP1213063中得知了專用于該成形的機(jī)器，其稱為邊緣成形機(jī)。然而，整體而言，線腳成形操作很大程度上還是手工的并且涉及大量操作，這引起操作人員的身體疲勞。同樣地，在邊緣成形機(jī)上的操作的可重復(fù)性取決于操作人員，線腳深度的精度特別與操作人員的手藝有關(guān)。

此外，用于生產(chǎn)凸形側(cè)和凹形側(cè)的滾軋和線腳加工操作引起圓柱形元件的變形，其中一側(cè)滾軋不足并且另一側(cè)滾軋過(guò)度，而絕熱元件最終變形。

如果使用了很難加工的板(例如厚板，例如厚度高達(dá)1mm的inox 316型不銹鋼)，則這些問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步增加，其會(huì)要求比鋁制薄板更大的力。為了滾軋操作以及尤其是線腳加工操作而施加的機(jī)械力必須足以達(dá)到期望的變形。因此，可能有必要在邊緣成形機(jī)上執(zhí)行若干道次，同時(shí)修改邊緣成形機(jī)在每個(gè)道次之間的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)期望的線腳高度或深度。

另一缺點(diǎn)在于，在所需的各種操作過(guò)程中并且特別是在滾軋機(jī)中進(jìn)行若干連續(xù)道次的情況下，存在套管或者管子的表面受損的風(fēng)險(xiǎn)。在有涂層的鋼坯的情況下，此類損壞不僅造成美觀問(wèn)題，還有造成后續(xù)腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

還有一個(gè)缺點(diǎn)在于，這一制造方法要求在進(jìn)行端部的成形之前使用螺栓連接進(jìn)行預(yù)組裝，并且還要求在成形后移除用于預(yù)組裝邊緣的螺栓并且拆開(kāi)這些邊緣，以便以一個(gè)嵌合在另一個(gè)內(nèi)的方式對(duì)套管進(jìn)行包裝以用于其運(yùn)輸。除了由這些操作導(dǎo)致的時(shí)間損失以外，這些操作還增加了損壞絕熱元件的表面的風(fēng)險(xiǎn)。

US3858785和US3921883還公開(kāi)了用于制造管件的方法，所述管件包括外圍的凸部或者波紋，其中在對(duì)板進(jìn)行彎拱以形成管件之前，將所述凸部形成在所述板上。然而，這些管件是旨在用于熱交換器的焊接管件，并且或是如US3858785中的那樣，凸部形成在一個(gè)或兩個(gè)表面上，但是一個(gè)表面上的凸部對(duì)于另一表面沒(méi)有任何作用；或是如US3921883中的那樣，在管件的整個(gè)長(zhǎng)度上連續(xù)地產(chǎn)生波紋。這些管件除了旨在用于熱交換器這個(gè)事實(shí)以外，完全沒(méi)有與根據(jù)本發(fā)明的絕熱管件相同的特征和功能性，賦予這些管件的凸部完全沒(méi)有顯示與本發(fā)明所涉及的絕熱元件相同的問(wèn)題，并且特別地，US3858785和US3921883的制造方法不能生產(chǎn)如下管狀元件：所述管狀元件只有端部被成形以獲得外圍線腳或者波紋，而位于這些端部之間的部分均勻地保持平滑，并且除了為使其成管狀而對(duì)板進(jìn)行彎拱所導(dǎo)致的變形外，沒(méi)有其它變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述問(wèn)題，并且具體提出了一種方法和一種機(jī)器，使得滾軋操作和線腳加工在單一操作中自動(dòng)進(jìn)行，以獲得展現(xiàn)出高水平恒定的結(jié)果，并且因此實(shí)現(xiàn)對(duì)所制造部件的質(zhì)量改進(jìn)。其目的也在于減少制造絕熱元件和調(diào)整機(jī)器設(shè)置所需的操作和時(shí)間。進(jìn)一步的目的在于消除滾軋過(guò)度和滾軋不足的效果。

考慮到這些目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種用于制造金屬板制管狀絕熱元件的方法，該元件由彎拱板的坯料構(gòu)成，其兩個(gè)相對(duì)的縱向邊緣沿著縱向的連接線彼此接合，該元件在元件的外周上包括僅在元件的至少一個(gè)軸向端部附近形成在板上的外周凸部，所述軸向端部由與縱向邊緣正交的坯料邊緣構(gòu)成，該凸部在板的整個(gè)厚度上對(duì)其產(chǎn)生影響。

根據(jù)本發(fā)明，該方法的特征在于所述凸部在進(jìn)給過(guò)程中形成于坯料的邊緣上(該邊緣隨后將構(gòu)成絕熱元件的軸向端部)，板坯料保持平坦，并且被促使在平行于該邊緣的方向上在兩個(gè)成形輥之間進(jìn)給，然后通過(guò)與成形輥之一配合的彎拱輥進(jìn)行包含所述凸部的坯料的彎拱，以在坯料進(jìn)給期間使凸部成形后立即在坯料離開(kāi)成形輥之間的間隙時(shí)在單個(gè)道次中對(duì)坯料進(jìn)行彎拱。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在絕熱元件已經(jīng)通過(guò)其縱向邊緣的滾軋和預(yù)組裝被賦予了其圓柱形的形狀后，進(jìn)行絕熱元件的端部的成形，由此導(dǎo)致上文中提及的問(wèn)題。而與此相反，根據(jù)本發(fā)明，首先在保持平坦的坯料的邊緣上進(jìn)行期望的成形，然后在坯料進(jìn)給過(guò)程中在凸部成形后立即在單個(gè)道次中進(jìn)行滾軋或者彎拱。

通過(guò)使坯料在兩個(gè)成形輥之間通過(guò)而進(jìn)行凸部的成形，并且由與成形輥之一配合的彎拱輥進(jìn)行彎拱，以在坯料離開(kāi)成形輥之間的間隙時(shí)立即對(duì)坯料進(jìn)行彎拱。該設(shè)置一方面允許使用僅一個(gè)附加輥進(jìn)行彎拱操作。另一方面，考慮到同時(shí)在坯料的兩側(cè)上通過(guò)軋輥端部的與此相適應(yīng)的形狀進(jìn)行成形，這使得也可以在通過(guò)成形輥形成的線腳仍然與成形輥接觸并且由成形輥(坯料部分地在彎拱作用下纏繞于所述成形輥上)引導(dǎo)且支撐時(shí)進(jìn)行彎拱。

根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)置，在至少兩個(gè)成形步驟中形成外周凸部，所述至少兩個(gè)步驟包括在板進(jìn)給過(guò)程中依次執(zhí)行的粗加工步驟和精加工步驟，每個(gè)步驟都由成套的兩個(gè)成形輥實(shí)施。該設(shè)置使得在至少兩個(gè)步驟中產(chǎn)生凸部成為可能，從而在每個(gè)步驟中在坯料的邊緣引起更小的變形，并且因此在坯料的材料中產(chǎn)生更小的殘余應(yīng)力。對(duì)于避免所形成的管子的整體變形從而獲得更規(guī)則的輪廓、消除過(guò)度滾軋并且最終使得分別在管子的相對(duì)端部上產(chǎn)生的凸線腳和凹線腳上具有相同的直徑，殘余應(yīng)力的該減小是有利的。因此，實(shí)際上在邊緣成形的同時(shí)進(jìn)行彎拱，這避免了或者至少限制了管子變形的風(fēng)險(xiǎn)，例如上述滾軋過(guò)度和滾軋不足的缺陷。

此外，使坯料邊緣變形所需的力更小，由此使得能夠使用較低剛性的機(jī)器，因此機(jī)器不那么龐大并且不那么昂貴。已經(jīng)注意到在單個(gè)道次中對(duì)端部的腳線加工引起材料的衰弱以及表面狀態(tài)的非常明顯的劣化。在兩個(gè)道次中進(jìn)行加工很大程度上減小或者完全消除了該現(xiàn)象。

該方法的顯著優(yōu)勢(shì)在于它完美地適合于即使具有顯著厚度和剛性的應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的方法允許實(shí)施此前使用的成形，其中外周凸部包括凹陷的或者凸出的外周線腳或者是縮頸或者波紋。

本發(fā)明還提出了一種用于制造這種金屬板制管狀絕熱元件的裝置，其特征在于該裝置在與待生產(chǎn)的絕熱元件的軸線垂直的進(jìn)給方向上依次包括：

-驅(qū)動(dòng)單元，其用于在進(jìn)給方向上運(yùn)輸平坦的坯料，

-成形輥單元，其包括用于在坯料的邊緣上形成凸部的成形滾輪，以及

-彎拱單元，其緊接著成形輥單元位于其下游，用于對(duì)包括所述凸部的坯料進(jìn)行彎拱，該彎拱單元包括橫切于進(jìn)給方向可動(dòng)的彎拱輥以及用于調(diào)整彎拱輥相對(duì)于成形輥的位置的調(diào)整機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，成形輥單元在進(jìn)給方向上依次包括一組粗加工軋輥和一組精加工軋輥?？紤]到施加的用于滾軋操作且尤其是線腳加工操作的機(jī)械力必須足以實(shí)現(xiàn)期望的變形這個(gè)事實(shí)，使用至少兩組依次起作用的成形輥是有利的，這使得減小坯料的塑性變形所需的力成為可能，并且因此使得降低機(jī)器的功率和剛性成為可能，而不會(huì)損害線腳和成品管子的質(zhì)量。

需要注意的是，機(jī)器可以例如在220伏特的電壓(單相)下工作并且可以安裝在可定向的腳輪上。因此，機(jī)器能夠在車(chē)間四處移動(dòng)并且插入任何插座中，并且能夠容易地在現(xiàn)場(chǎng)使用。

根據(jù)另一優(yōu)選的設(shè)置，成形滾輪可拆卸地連接至成形輥的端部。同樣地，成形輥的端部支撐在安裝在滑架上的軸承中，所述滑架是可橫向移動(dòng)的以能夠釋放軋輥的端部從而實(shí)現(xiàn)成形滾輪的可互換性，和/或能夠使用不同長(zhǎng)度的軋輥。這些設(shè)置使得可以根據(jù)待實(shí)現(xiàn)的成形而容易地更換滾輪，并且也可以更換軋輥以使其長(zhǎng)度適應(yīng)于坯料的寬度。因此，該裝置容易且快速地適應(yīng)于不同的板寬度。

鑒于上述內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解在此描述的方法和裝置受益于強(qiáng)大的通用性，因?yàn)樗鼈兡苡糜谠S多寬度和厚度以及類型不同的材料。

根據(jù)又一的設(shè)置，彎拱輥布置在彎拱支架上，所述彎拱支架橫切于進(jìn)給方向在撤回位置與彎拱位置之間可移動(dòng)，在所述彎拱位置中，彎拱輥進(jìn)入坯料進(jìn)給平面的水平上，以便與位于進(jìn)給方向最下游的一組成形輥中的一個(gè)成形輥配合，從而對(duì)坯料進(jìn)行彎拱。因此能夠非常容易地進(jìn)行彎拱設(shè)置的調(diào)整并因此使其適應(yīng)于待制造的管子直徑。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面參照附圖進(jìn)行圖示的方式而給出的機(jī)器及其使用的有利實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和特征將顯露出來(lái)，在附圖中：

圖1至圖4已經(jīng)在前文中進(jìn)行過(guò)說(shuō)明，示出了在已知的絕熱元件的端部進(jìn)行的線腳加工和成形的各種實(shí)施方式；

圖5是機(jī)器的整體圖，它是從滾軋的管子卸料側(cè)看過(guò)去的立體圖；

圖6是機(jī)器的橫截面圖；

圖7是局部正視圖，示出了處于使用位置中的成形輥；

圖8是以俯視視角示出的對(duì)應(yīng)于圖7的視圖；

圖9是局部正視圖，示出了位于成形滾輪更換位置中的成形輥；

圖10是以俯視視角示出的對(duì)應(yīng)于圖9的視圖。

具體實(shí)施方式

圖5中示出的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器包括基底2以及框架3，該基底安裝在腳輪上并且設(shè)置有容納成形滾輪的箱子20，該框架確保機(jī)器的剛性并且布置在基底2上。

該機(jī)器進(jìn)一步包括：

-進(jìn)料臺(tái)4，其支撐在框架3上，

-驅(qū)動(dòng)單元5，

-成形輥單元6，

-彎拱單元7。

驅(qū)動(dòng)單元5包括一組機(jī)動(dòng)化的夾送軋輥51，其用于夾持放置在進(jìn)料臺(tái)4上的坯料并且在進(jìn)給方向(根據(jù)箭頭F所示)上朝著成形輥單元6驅(qū)動(dòng)坯料。

成形輥單元6包括兩組成形輥：一組61粗加工軋輥61a、61b以及一組62精加工軋輥62a、62b。所有這些軋輥都是機(jī)動(dòng)化的。每個(gè)成形輥都包括圓柱形中心軋輥63，中心軋輥的端部安裝(連接以進(jìn)行旋轉(zhuǎn))在驅(qū)動(dòng)半軸64上，所述驅(qū)動(dòng)半軸也在靠近圓柱形軋輥的端部處支承成形滾輪65a、65b、66a、66b。對(duì)于每個(gè)軋輥，半軸、成形滾輪和圓柱形軋輥都可拆卸地連接以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

如圖7至圖10所顯示的，由未示出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的半軸安裝在固定至上部滑架68的軸承67中，所述上部滑架在軋輥的軸向上可移動(dòng)，上部滑架自身安裝在沿該軸向可移動(dòng)的下部滑架69上。從圖5中可以看出，滑架在滑道上被引導(dǎo)并且可以借助于曲柄681、691移動(dòng)。

當(dāng)需要更換第一或第二道次的成形滾輪時(shí)，上部滑架68可以被移動(dòng)，如圖9和圖10中的箭頭F1所示地將其移開(kāi)。如圖9和圖10中的左側(cè)所示，上部滑架68的位移使得將半軸64相對(duì)于圓柱軋輥63分離成為可能，由此同樣允許成形滾輪65、66的更換。得益于該可動(dòng)結(jié)構(gòu)，滾輪的更換非常迅速。

下部滑架69的位置改變使得可以將適應(yīng)于所使用的板坯料的寬度(典型的為1000至1250mm)的不同長(zhǎng)度的圓柱軋輥63布置到位并進(jìn)行使用。要注意的是，如上文中所指出的，無(wú)論所涉及的坯料寬度是多少，在下部滑架上移動(dòng)上部滑架的可能性使得總是能夠容易地更換滾輪。

在成套的兩組滾輪65a、65b；66a、66b中，其中一個(gè)滾輪65a、66a用于每組軋輥的上軋輥61a、62a，而另一滾輪65b、66b用于下軋輥61b、62b，滾輪是可互換的。根據(jù)待在管子1的端部上形成的線腳或者其它成形而選擇滾輪的輪廓，并且也根據(jù)對(duì)于每組軋輥(分別為粗加工和精加工)要獲得的變形而調(diào)整滾輪對(duì)。因此，典型地，對(duì)于每側(cè)而言，都存在有安裝在粗加工軋輥61端部處的半軸上的一組粗加工滾輪65a、65b，以及安裝在精加工軋輥62端部處的半軸上的一組精加工滾輪66a、66b。由于所有滾輪都可互換，為機(jī)器提供了完全的使用靈活性，以便例如在坯料的一側(cè)上并且由此在管子的一端上形成縮頸和凹線腳，并且在另一側(cè)上并且由此在管子的另一端上形成另一更深的線腳以及更窄的縮頸。這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言構(gòu)成極大的優(yōu)勢(shì)。

在某些情況下，特別是如果使用相對(duì)較軟材料的坯料(例如鋁)，能夠通過(guò)安裝在精加工軋輥上的單組滾輪在單個(gè)步驟中實(shí)施成形。在這種情況下，將在粗加工軋輥上安裝橡膠滾輪，所述滾輪不用于使坯料變形，而僅僅參與其驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)。該選項(xiàng)的優(yōu)勢(shì)在于，為了軋輥端部的輪廓的改變，可僅僅更換精加工軋輥的滾輪，這節(jié)省時(shí)間并且增加機(jī)器的使用靈活性。

參見(jiàn)圖6，可以看出彎拱單元7包括安裝在橫切于進(jìn)給方向可動(dòng)的滑架72上的彎拱輥71以及用于調(diào)整相對(duì)于成套精加工式成形輥62可動(dòng)的彎拱輥71的位置的機(jī)構(gòu)73，以便能夠根據(jù)期望的彎拱半徑來(lái)調(diào)整彎拱輥71和上部精加工軋輥62a之間的相對(duì)位置，彎拱輥與上部精加工軋輥配合以對(duì)坯料進(jìn)行彎拱。從圖6中可以看出，滑架72在相對(duì)于坯料的平面傾斜的方向上是可動(dòng)的，以便彎拱輥71可以被定位得與上部精加工軋輥62a(所述上部精加工軋輥也用作坯料支撐輥)盡可能的近，以用于以最小的彎拱半徑進(jìn)行彎拱。

從之前剛剛給出的關(guān)于機(jī)器的描述可以容易地得出機(jī)器如何運(yùn)作。為了由預(yù)切割至所需尺寸的坯料生產(chǎn)絕熱元件1，將坯料9送至進(jìn)料臺(tái)4上并且?jiàn)A持在驅(qū)動(dòng)單元5的夾送輥51之間，所述夾送輥將坯料插入粗成形輥61a、61b之間。粗成形滾輪65a、65b隨即進(jìn)行坯料邊緣的第一變形，而當(dāng)坯料隨后通過(guò)精加工軋輥62a、62b之間時(shí)，由精加工軋輥66a、66b對(duì)該變形進(jìn)行精加工。一旦坯料離開(kāi)精加工軋輥之間的間隙，坯料就被彎拱輥71向上推，這在圖6中在上部位置中由參考標(biāo)號(hào)71'示出，這引起以期望的曲率對(duì)坯料9進(jìn)行彎拱，所述曲率通過(guò)調(diào)整彎拱單元7的滑架的位置進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)坯料已經(jīng)完全被滾軋時(shí)，可從成形輥和彎拱輥的抓持中移除坯料，并且可以由操作人員或者適合的抓持機(jī)構(gòu)抓住，以備使用。

根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器可以被納入完整的生產(chǎn)線中，事先確保將從由卷產(chǎn)生的板切割坯料且形成用于閉合管子的螺栓的孔，并且將由此制備的坯料送至進(jìn)料臺(tái)，隨后能夠完全自動(dòng)化地進(jìn)行絕熱元件的制造。