Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung geschweisster Robre aus Metallband.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus Metallband mittels elektrischer WiderstandsschweiBung, deren Wandstärke unterhalb 1 mm liegt.
Bisher wurde das Runden eines Blechbandes zu einem Rohr bei kalter Verformung durch Verwendung von Rohrwalzen bewirkt, was besonders bei grösseren Rohrdurchmessern sehr schwere und kostspielige Werkzeuge erfordert. Eine Warmverfor mung kommt für dünne Blechbänder wegen des leichten Verziehens und Werfens des Materials nicht in Betracht.
Ferner tritt bei derart dünnwandigen Rohren infolge der elektrischen Schweissung ein Verzielen ein, da durch den für eine gute Schweissung erforderlichen verhältnis- mässig sehr grossen Druck auf die Naht des Rohres die Naht in der Längsrichtung gedehnt wird. Ein nachträgliches Richten von dünnwandigen Rohren bietet aber erhebliche Schwierigkeiten.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass das Metallband zunächst in einem Rundungskanal zu einem Rohr gerundet wird, welches dann der Naht entlang geschweisst und direkt an den SchweiBvor- gang anschlieBend gerade gerichtet und kalibriert wird.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung zur Ausübung des Verfahrens besteht darin, dass ein Ende des Rundungskanals in einem Zieheisen gelagert ist, durch welches ein als Innenelektrode wirkender Dorn geführt ist, welchem eine auberge Rollenelektro, de zugeordnet ist, und daB an dem Dorn ein Kalibrierzapfen befestigt ist.
Im folgenden sind anhand der Zeichnung sowohl das Verfahren, als auch die Vorrich- tung beispielsweise erläutert.
Fig. I zeigt die wesentlichen Teile der Vorrichtung im Längsschnitt ; die
Fig. 2 bis 6 zeigen verschiedene Querschnitte dazu, und zwar ist :
Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie IN-ICI der Fig. 1,
Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie ITT-III der Fig. 1,
Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1 ;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung.
1 ist der Werkstoff, also das zu schwei Bonde Metallband, wie es in handelsüblichen Ringen erhältlich ist. Ein derartiger Ring kann auf einem beliebigen Träger, einer Haspel oder einem Ständer, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, angeordnet sein.
Das Band 1 durehläuft einen Rundungs- kanal 2, in welchem es zunächst zu einer halbrunden Rinne und schliesslich zu einem vollkommen runden Rohr geformt wird, wie es die Fig. 2 bis 6 zeigen.
In den Rundungskanal 2 ist ein Bügel 3 eingeschweisst, welcher das zu rundende Band I in di & Tiefe des Rundungskanals 2 drückt und dadurch die Umformung des Bandes fordert.
Das dem Metallbandring 1 abgewendete Ende des Randungskanals 2 ist in einem Zieheisen 4 gelagert. Dieses Zieheisen ist von sehr präzisem Kaliber und bewirkt eine gleichmaBige Uberlappung des Bandes 1 bei der Rohrbildung, wobei vorausgesetzt ist, dal3 das Band auf seine ganze Länge auf genau gleiche Breite geschnitten war. Das Zieheisen 4 wird zweckmäBig aus nicht magnetischem Material hergestellt, damit es sich nicht durch Bildung von Induktions- strömen beim Schweissvorgang erhitzt. Die in bezug auf das Rohr äuBere Rollenelek- trode ist mit 5 bezeichnet. Als innere Gegen- elektrode dient ein Dorn 6.
Die auberge Rollenelektrode 5 und die innere Dornelektrode 6 können aus Xupfer oder aus geeigneten Speziallegierungen hergestellt sein, wie solche f r elektrische Widerstands schweissungüblichsind.Sowohldieäussere Rollenelektrode 5, wie die innere Dornelektrode 6 sind in bekannter Weise wassergekühlt. In die Domelektrode 6 kann auch eine Rolle eingebaut werden, damit die Schwei¯ung zwischen zwei Rollen stattfindet.
In das Ende der Dornelektrode 6 ist ein Kaliberzapfen 8 eingeschraubt. Zwischen dem Kaliberzapfen und der Dornelektrode 6 wird zweckmässig ein Dichtungsring 7 au 3 elastischem Material, z. B. Filz, eingesetzt, welcher Unreinigkeiten zurückhält und da- durch verhindert, dass das Präzisionskaliber des Zapfens 8 beschädigt wird. Der Dichtungsring 7 kann mit Íl getränkt, oder mit einem geeigneten Fett versehen werden, in welehem Falle er das geschweisste Rohr gleichzeitig schmiert.
Der Kaliberzapfen 8 wird aus bestgehär- tetem Stahl hergestellt.
Dieser Kaliberzapfen 8 weist eine ringf¯rmige Wulst auf, welche einen Aussendurchmesser hat, welcher ein wenig graver als die Lichtweite des geschweissten Rohres ist. Anschliessend an diese Wulst besitzt der Kaliberzapfen einen längeren zylindrischen Teil, dessen Aussendurchmesser etwa 1/10mm kleiner als der Durchmesser der Wulst ist. wodurch der Widerstand, welcher zum Ausweiten des Rohres erforderlich ist, auf ein Minimum beschränkt wird. Der längere zylindrische Teil des Kaliberzapfens 8 dient zur Rohrführung und zum Geraderichten, indem er verhindert, dass das ausgeweitete Rohr gebogen herausläuft.
Der direkt an die innere Schweisselektrode 6 angeschlossene Kaliberzapfen 8 bringt das geschweisste Rohr 9 auf einen absolut präzisen Durchmesser, behebt die vom SohweiBen herrührenden Spannungen im Ro, hr bezw. gleicht sie aus, ermöglicht die Herstellung eines vollkommen geraden Rohres in einem einzigen Arbeitsgang vom flachen Band zum fertigen Rohr, und bildet gleichzeitig einen Rohrprüfer, denn wenn die geschweisste Naht des Rohres das leichte Ausweiten des Rohres durch die Wulst aushält, olive da¯ sie platzt, so besteht die Ge währ dafür, dass die Naht solid und dicht ist.
Ferner dient der Kaliberzapfen 8 als Abdichtung, um zu verhindern, dass das Kühlwasser in das fertig geschweisste Rohr 9 hinein gelangen kann.
Zur Kllpplung des Rohrendes 9 mit der Rohrziehbank kann eine beliebige Kupplung verwendet werden, wie solohe in der Rohr zieherei blich sind. Besonders gut für dünnwandige Rohre eignet sich die in Fig. 1 und 7 dargestellte Kupplung, die das Zusammendr cken des Rohres vermeidet.
Diese Kupplung besteht aus einem konischen Zapfen 10, auf welchen das Rohr- ende 9 aufgeschoben wird, einem Gewindezapfen 11 und einer ¯berwurfmutter 12.
Der nicht mit Gewinde versehene Hohlraum der Überwurfmutter 12 passt sich dem Ver- lauf des konisohen Zapfens 10 an.
Die Rohrbildung erfolgt in folgender Weise :
Das freie Ende des Bandes 1 wird zu- erst von Hand durch den Rundungskanal 2 geschoben. IJm dies zu erleichtern, wird die Innenelektrode 6 entfernt. Dann lässt sich das Band 1 leicht durch den Rundungs- kanal 2 und durch die Zieheisen 4 hindurch- stossen, bis es auf der andern Seite des Zieheisens 4 erfasst werden kann. Nun wird das derart geformte Schlitzrohr noch ein weiteres St ck von Hand gezogen, bis es von der Kupplung 10,11,12 der Ziehbank erfasst werden kann.
Bevor jedoch das Rohr mit der Kupplung der Ziehbank verbunden wird, wird der innere Elektrodendorn 6 in das Rohr hineingeschoben und von der andern Seite wird der Kaliberzapfen 8 in den Dorn 6 eingeschraubt. Nun wird das Rohrende mit der Kupplung der Ziehbank verbunden und die Schweissung kann beginnen.
Um das Einschieben des konischen Zapfens 10 in das Rohrende zu erleichtern, kann das s Rohrende auf die LÏnge des koni schen Teils des Zapfens 10 an einigen Stellen mittels einer Blechschere angeschnitten werden, so dass sich das Rohrende leicht nach aussen spreizen lässt.
Wird ein bereits geöltes Meballband 1 der Schweissvorrichtung zugeführt, so sorgt der Diohtungsring 7 f r eine gleichmässige Verteilung der Olsehieht. Insbesondere bewirkt er in diesem Falle, da¯ die Dängsnaht des Rohres inwendig leicht eingeölt oder eingefettet wird, bevor das Rohr ber den Kaliberzapfen 8 gezogen wird. Durch die Schweissung wird das 01 an der Schweiss- naht weggebrannt. Da der Kaliberzapfen 8 insbesondere die Schweissnaht glätten soll, so ist es notig, dass die Naht inwendig ge schmiert wird, was dieser elastische Ring automatisch besorgt.
Er entnimmt dem ge ölten Band das überschüssige'Öl, saugt es auf und gibt es an jene Stellen ab, die nicht mehr geölt sind, also an die SchweiBnaht, so da. eingleichmässigerdünnerÖlfilm verbleibt. Der Dichtungsring 7 regelt demge mäss die Schmierung.
Die ortsfeste Befestigung des Zieheisens 4 und der Innenelektrode 6, sowie der äussern Elektrodenrolle 5 kann in üblicher Weise erfolgen und ist daher in der Zeichnung nicht dargestellt.
Auch die Ziehbank ist nicht dargestellt.
Es kann zum Ziehen des Rohres eine be liebige, übliche Rohrziehbank verwendet werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbeson, dere zur Herstellung von dünn wandigen Rohren aus nicht rostendem Stahl, z. B. aus Monelmetall und andern Legierungen, welche sehr schwierig zu ziehen sind. Es lassen sich damit auch Rohre mit Wandstärken von sogar unter 0,5 man Dicke herstellen. Solche sind z. B. für die Fabrikation von Faltenrohren und Federrohren bestimmt. Derart dünnwandige Rohre waren bisher weder in elektrisch geschweiss- ter noch in nahtloser Ausführung in diesen Materialien und in grösserer Länge erhält- lich.