Flexible Rohrherstellung

Mit einem neuen Verfahren zur flexiblen Herstellung dünnwandiger Rohre für die Weiterverarbeitung zu hochbeanspruchten, hydroumgeformten Kompensatoren lassen sich jetzt auch kleine Losgrößen wirtschaftlich fertigen. Mit nur noch einer kompakten Anlage gehören Wechselteile und lange Umrüstzeiten der Vergangenheit an.

Bei der Herstellung von Metallschlauch-Kompensatoren - sogenannten Flexrohren - ist zunehmend Flexibilität gefragt, um auch kleine Losgrößen wirtschaftlich fertigen zu können. Vorrangiges Ziel muss dabei sein, die Kosten für Wechselteile sowie den Zeitaufwand für das Umrüsten der Anlagen zu minimieren. Dabei dürfen jedoch der Automatisierungsgrad und die hohe Anlagen-Verfügbarkeit keinesfalls beeinträchtigt werden.
Die Anwenderindustrie fordert zudem vermehrt Rohre in einem Durchmesserbereich von 60 mm bis 150 mm und ei-ner Blechdicke von 0,2 mm bis 0,4 mm. Diese können auf den heutigen Fertigungseinrichtungen nur sehr schwer oder gar nicht hergestellt werden. Vor diesem Hintergrund wurde nun ein neues Herstellverfahren entwickelt, das diesen Kriterien und Anwenderforderungen Rechnung trägt.

Bisheriges Verfahren erfordert hohe Stückzahlen
Die aktuelle Fertigung dünnwandiger Flexrohre im Durchmesserbereich von 40 mm bis 80 oder 120 mm bei Rohrlän-gen zwischen 200 und 2000 mm und Blechdicken zwischen 0,15 mm und 0,4 mm aus Edelstahl (Werkstoff-Nummer 1.4301) auf Conti-Rohrstraßen erfordert bekanntermaßen sehr hohe Stückzahlen. Bei doppellagigen oder gar dreilagigen Rohrprodukten je Durchmesser ist eine eigene Conti-Rohrstraße erforderlich. Durchmesserwechsel oder kleinere Losgrößen werden durch Umrüstzeiten und aufwändige Werkzeugwechsel unwirtschaftlich.
Die auf einer Contianlage erforderliche Fertigungsschritte sind äußerst umfangreich und komplex. Aufeinander aufbauende Folgeprozesse zum Fügen von Innenrohr und Außenrohr und die anschließende Umformung zum Flexrohr erlauben eine wirtschaftliche Herstellung nur in großen Stückzahlen. Zudem muss dabei die Coilbreite genau dem Rohrdurchmesser entsprechen.

Die einzelnen Folgeprozesse sind dabei:
• Schritt 1: Coil-Besäumung - ca. 2mm je Seite.
• Schritt 2: Formen des Bandes zum Spaltrohr.
• Schritt 3: Schweißen des Rohres mit einer Plasma- oder Laserquelle.
• Schritt 4: Abtrennen des Rohrstrangs auf die erforderliche Rohrlänge durch fliegende Schere.
• Schritt 5: abgelängte Rohre auf beiden Enden formen, kalibrieren, um die bei Trennen verursachten Beschädigungen auszugleichen.
• Schritt 6: Innerohr in Außenrohr schieben (doppellagiges Flexrohr).
• Schritt 7: Formung der gefertigten Rohre zum Wellrohr.

Bei doppellagigen Rohren sind die Schritte 1 bis 5 dabei sowohl für das Innenrohr als auch für das Außenrohr erforderlich.

Flexible Fertigung von der Platine

Im Gegensatz zur Herstellung auf einer Contianlage, wo Innen- und Außenrohre vom Coil gearbeitet werden, können bei der flexiblen Kurzrohrherstellung wesentlich einfacher handhabbare Blechplatinen verarbeitet werden. Die dafür erforderlichen Fertigungsschritte reduzieren sich auf folgende Einzelprozesse:

• Schritt 1: Platine auf Maß schneiden.
• Schritt 2: Rundeeinrichtung: Platine 1 + 2 runden (im Wechsel - automatische Verstellung der Rundemaschine).
• Schritt 3: Schweißeinrichtung: Innenrohr - Außenrohr schweißen (im Wechsel - automatische Verstellung der Schweißmaschine).
• Schritt 4: Innenrohr in Außenrohr schieben.
• Schritt 5: Formung der gefertigten Rohre zum Wellrohr.

Gegenüber der konventionellen Rohrherstellung auf Contianlagen weist damit das neue Verfahren der flexiblen Kurzrohrherstellung eine ganze Reihe wirtschaftlicher und technologischer Vorteile auf. Die wichtigsten zusammen gefasst:

• Flexible Rohrfertigungsanlage für den gesamten Arbeitsbereich von 50 bis 150 mm Durchmesser und Rohrlängen bis 2000 mm (keine Wechselteile - keine Umbauzeiten).
• Keine Kosten für Wechselteile; gesamter Arbeitsbereich wird mit einem Werkzeugsatz abgedeckt.
• Keine Rohrtrennung erforderlich, d.h. keine Kantenbeschädigung durch den schwierigen Trennvorgang (z.B. Ø120 x 0,2 mm Edelstahl 1.4301).
• Durchmesser / Blechdickenverhältnis 400mm/0,8 mm ist möglich.

Flexible Fertigungszelle für dünnwandige Qualitätsrohre
Bei einer neuentwickelten flexiblen Fertigungszelle zur Herstellung dünnwandiger Qualitätsrohre rollen Rohre unterschiedlicher Durchmesser im 20-Sekundentakt auf den Ablagetisch, komplett programmgesteuert durch ein stufenlos zwischen verschiedenen Durchmessern wechselndes Spannkonzept.
Dabei wurden bewährte Konzepte wie die Mehrwalzenrundbiegemaschine mit einem neu entwickelten Rohrführungssystem in einer automatischen Anlage verkettet. Auf kleinster Standfläche kann diese bedienungsfreundliche und kompakte Rohrproduktionsanlage unterschiedliche Durchmesser wechselweise fertigen, ohne an Produktivität zu verlieren.
Die realisierte Automatisierungslösung beinhaltet Abstapler und Palettenwechsler auf der Zufuhrseite sowie die au-tomatisierte Entnahme nach der Schweißstation. Expandier-, Sicken- und Markierungsstationen sind ergänzbar. Durch das innovative Runde- und Spannkonzept lassen sich unterschiedliche Durchmesser komplett ohne Wechselteile sowie wahlweise unterschiedliche Durchmesser im Wechsel (z. B. Innenrohr - Außenrohr) herstellen.
Innerhalb der Maschine wird das gerundete Rohr automatisch im Durchlauf verschweißt und zur Ablage hin ausgeschoben. Die maximale Ausbringung erreicht die Maschine mit dem Einsatz einer Laserschweißquelle.

Die Wahl der Schweißquelle orientiert sich an den Kundenanforderungen und ist in verschiedenen Ausführungen als Laser, WIG oder Plasma-Quelle konzipiert. Die Nachrüstung einer Laser-Schweißquelle ist jederzeit möglich.
Durch den verfahrbaren Bürstenkorb werden die Oberflächen der Bleche nicht beschädigt. Für das Rundbiegen treten auf Grund des Spannkonzeptes nur geringste Spannkräfte im Bauteil auf. So können die gefertigten Edelstahlrohre direkt weiterverarbeitet werden.

Die höchste Kostenersparnis liegt in der alternierenden Produktion für mittlere und große Losgrößen und im Runden und Schweißen ohne Taktzeitverlust und Werkzeugkosten.
Die Anlage kommt komplett ohne Wechselteile aus, ob Durchmesserwechsel, Längenänderungen oder kurzfristige Änderung der Stückzahlen, alle Einstellungen sind programmgesteuert.