DE2154438C3 - Schraubennaht-Rohrwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Schraubennaht-Rohrwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei diesem durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgewordenen Rohrwerk mit einer inneren und mit äußeren Biegewalzen sind noch zwei freilaufende Rollen bzw. Walzen im Verschweißbereich vorgesehen, die in einem Gehäuse sitzen, in dem sie mittels eines durch ein Schraubgewinde und von außen durch eine Bedienungsperson diskontinuierlich verschiebbaren Schiittens auf das Band zu und von diesem weg verschiebbar gelagert sind. Das eine Gehäuse sitzt an einem die innere Biegewalze durchsetzenden Gestänge, wobei die Rolle bzw. Walze in diesem Gehäuse nur an der hinter der Schweißstelle liegenden Bandkante von der Innenseite des gebildeten Rohres her auf diese wirken kann, Das andere Gehäuse sitzt an einem im Maschinenrahmen zwischen den beiden äußeren Biegewalzen gelagerten Gestänge, wobei die Rolle bzw. Walze dieses Gehäuses an der vor der Schweißstelle liegenden Kante des einlaufenden Bandes von der Außenseite des nachfolgend entstehenden Rohres her auf diese wirken kann.

An jeder der beiden Bandkanten greift also nur eine Rolle bzw. Walze und nur von einer Bandseite her wirkend an. Es besteht daher die Möglichkeit, daß unter bestimmten Betriebsbedingungen die beiden Bandkanten beiderseits der Schweißstelle nicht immer sicher in der vorbestimmten Ebene gehalten werden können, weil jede der Kanten nach der von keiner Rolle bzw. Walze gehaltenen Seite ausweichen kann. Die nur von Hand mögliche Verschiebbarkeit beider Rolfen bzw. Walzen auf das Band zu und von diesem weg gibt außerdem nicht die Möglichkeit, die vorbestimmte Ebene für die Kanten ständig einstellen zu können, wenn das Band ungleichmäßig einläuft oder als Folge von Säbeligkeiten zur Erhaltung bestimmter Rohrdurchmesser der Bandkantenversatz geregelt werden muß.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so auszugestalten, daß der Bandkantenversatz gesteuert geregelt werden kann, d. h. daß die Lage der Bandkanten ständig zwsngsgeführt eingestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 Erfaßte vorgeschlagen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt

Es sind zwar schlechthin zwei gegenüberliegende Walzen in einem Schraubennaht-Rohrwerk anderer Gattung, nämlich mit Wickelhülse, bekannt (DE-PS 10 80 241, Abb. 1, Teile 9, 22), die Abschnitte vor und hinter der Schweißstelle aufweisen, die unabhängig voneinander drehbar sind, jedoch konnte dieser Stand der Technik zur Erfindung nicht anregen, weil dort weder die hier vorliegende Aufgabe noch die Lösungsmittel gezeigt sind.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es zeigt

F i g. t in schematischer Darstellung die relative Anordnung der Walzen, durch die Jas zu schweißende Schraubennahtrohr geformt wird;

F i g. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil A der F i g. 1;

F i g. 3 einen Querschnitt der Schweißnaht, wenn die zusammenstoßenden Streifen- und Rohrkanten nicht versetzt sind;

F i g. 4 einen Querschnitt der Schweißnaht, wenn eine nach außen gerichtete Versetzung des Streifens in bezug auf das Rohr vorgesehen ist;

F i g. 5 einen Querschnitt der Schweißnaht, wenn eine nach innen gerichtete Versetzung des Streifens in bezug auf das Rohr vorgesehen ist; und

F i g. 6 einen Längsschnitt des Werks zum Versetzen eines Walzenabschnittspaares in bezug auf das andere während des Schweißens.

Die Vorrichtung zum Biegen des Rohres durch schraubenförmiges Wickeln eines Bandes enthält eine innere Walze aus den Abschnitten 3 und 4 sowie eine äußere Walze aus den Abschnitten 6 und 7. Die Walzen liegen und erfassen zwischen sich das zulaufende Band 8 und das bereits gefertigte Rohr 5. Dabei ist das zulaufende Band zwischen dem Walzenabschnittspaar 1 aus den Walzenabschnilten 3 und 6 und das Rohr zwischen dem Walzenabschnittspaar 2 aus den Walzenabschnitten 4 und 7 erfaßt.

Die Walzenabschnitte 3 und 6 des Paares 1 und die Walzenabschnitte 4 und 7 des anderen Paares 2 sind so angeordnet, daß der Spalt zwischen ihren Oberflächen der Dicke des Bandes 8 entspricht. Die außenliegende Walze 6/7 steht senkrecht zur Bewegungsrichtung des

zulaufenden Bandes 8, Hierbei bilden die Achsen 9 und 10 der außenliegenden Walzenabschnitte 6, 7 mit der Bewegungsrichtung des Rohres 5 einen spitzen Winkel α. Die Achsen 11 und 12 der innenliegenden Walzenabschnitte bilden ebenfalls mit der Bewegungsrichtung des Rohres einen spitzen Winkel ß, der kleiner als der Winke! α ist

Die Oberflächenform de·· Walzenabschnitte 3,4, 6, 7 und die Anordnung der Achsen 11, 12 der innenliegenden Walze in bezug auf die Achsen 9, 10 der außenliegenden Walze sind so gewählt, daß in den Spalt zwischen den Walzen die Zylinderflächen 13 und 14 passen, welche der Außenfläche und der Innenfläche des zu fertigenden Rohres 5 entsprechen. Die Walzenabschnitte 3, 4 liegen derartig gegenüber den Walzenabschnitten 6, 7, daß deren Oberflächen als Führungen dienen, welche die vorbestimmte relative Lage der Schweilikanten 16,17 des Rohres 5 bzw. des Bandes 8 an der Schweißstelle 15 gewährleisten, wobei das Walzenabschnittspaar 2 als Führung für die Rohrwand und das Paar 1 als Führung für das Band dient

Mindestens ein Walzenabschnitt besitzt einen Antrieb, doch besser werden alle Walzen mit Antrieben versehen, um den Vorschub des Bandes und des Rohres während des Formens und Schweißens sicherzustellen.

Die Vorrichtung zum Formen des Rohres hat Werke, die für den Stauchdruck zwischen Band- und Rohrkanten sorgen. Diese Werke sind kinematisch mindestens mit einem der Abschnitte jeder Walze verbunden und schieben die Walzenabschnitte jedes Paares derartig aufeinander zu, daß bei der Bewegung des Bandes 8 zwischen den Oberflächen der Walzenabschnitte 3,4,6, 7 eine Reibungskraft entsteht.

Das Werk zum Versetzen eines Walzenabschnittspaares in bezug auf das andere während des Schweißens ist in F i g. 6 dargestellt Dieses Werk ist kinematisch mit mindestens einem der Walzenabschnittspaare 1 und 2 verbunden und sorgt für gemeinsame synchrone Verschiebung dieser Walzenabschnitte in einer Richtung, die nicht mit der Bewegungsebene des Bandes zusammenfällt. Dabei können unerwünschte Versetzungen korrigiert werden oder es kann eine Änderung des Durchmessers des Rohres herbeigeführt werden.

Die Vorrichtung zum Formen des Rohres durch schraubenförmiges Wickeln eines Bandes und zum Schweißen enthält auch ein Werk, um das Band sowie das Rohr in der vorgesehenen Lage zu halten. Dieses Werk besitzt ein Stützelement, beispielsweise eine Stützrolle 18 (Fig. 1), die außerhalb des Rohres 5 angeordnet ist und gegenüber den Walzenabschnitten 3, 6 liegt, welche das Band 8 beim Schweißen an der Einspannsielle 19 in seiner Lage halten. Diese Rolle beaufschlagt die Außenkante 20 des Bandes 8 an dessen Berührungsstelle mit den Walzenabschnitten 3, 6, welche gleichzeitig die Einspannstelle 19 des Bandes durch Walzenabschnitte 3,6 ist.

Außerdem enthält das Werk eine Vorrichtung 21, 22 zum Festlegen der Lage des Bandes 8 vor seinem Eintritt in die Walzen 3/4, 6/7 der Vorrichtung zum Formen des Rohres und eine Vorrichtung 23, 24 zur Festlegung der Lage des geschweißten Rohres.

Um mit dem Formen der ersten Schraubenwindung beginnen zu können, ist eine Führungsbuchse 25 vorgesehen, welche hinter den Walzenabschnitten 3, 6 angeordnet ist, zwischen denen das Band 8 einläuft.

Außer den aufgezählten Vorrichtungen enthält das Schraubennaht-RohrwcU noch Walzen 26, welche die noch warme Naht teilweise von den Kräften entlasten, die in ihr beim Formen des Rohres entstehen.

Wenn gemäß F i g. 3 ein Rohr zu schweißen ist, in dem

die Kante des Rohres 27 mit der Kante eines geraden Bandes 28 verbunden wird, soll die Naht 29 keine Versetzung aufweisen und beide Paare 1, 2 der Walzenabschnitte 3, 6 und 4, 7 der Vorrichtung zum Formen des Rohres 3 sollen so angeordnet sein, daß der Spalt zwischen dem einen Walzenabschnittspaar die Fortsetzung des Spaltes zwischen dem anderen

ίο Walzenabschnittspaar darstellt

In Fig.4 und 5 sind die Fälle dargestellt, wenn das Band 33, 32 ungerade ist und aus einem beliebigen Grund der Durchmeser des zu schweißenden Rohrs im Vergleich zum im gegebenen Moment gefertigten Rohrdurchmesser zu ändern ist. Dann wird mit Hilfe des Werkes zum Versetzen der Walzenabschnitte ein Walzenabschnittspaar relativ zum anderen versetzt. Hierbei entsteht die Versetzung »λ« (Fig.4) oder die Versetzung »m« (Fig.5) des Spaltes eines Walzenabschnittspaars in bezug auf den >palt des anderen Waizenabsehnitipaares, was eine Versetzung der zu verschweißenden Kanten des Bandes und des Rohres zur Folge hat Wenn die Kante des Bandes 33 relativ zur Kante des Rohres 30 (F i g. 4) nach außen verschoben ist,

²S wächst der Durchmesser des zu schweißenden Rohres.

Wenn dagegen die Kante des Bandes 32 (F i g. 5) relativ zur Kante des zu schweißenden Rohres 31 nach innen verschoben wird, wird der Rohrdurchmesser geringer.

Die Walzenabschnitte sind an der Stelle, an der zur Schweißstelle gewandten Stirnseite kegelförmig abge-

fast. Infolgedessen wird beim Kantenversatz an der Schweißstelle eine Verdickung erzeugt, weiche eine Verminderung der Nahtfestigkeit verhindert.

Das Werk zum Versetzen des aus den Walzenabschnitten 3, 6 bestehenden Paares der das Rohr formenden Vorrichtung in bezug auf das andere, aus den Walzenabschnitten 4, 7 bestehende Paar enthält zwei Wellen 34 und 35, von denen die eine Welle 34 die außenliegende Walze 6/7 trägt, während die andere Welle 35 die innenliegende Walze 3/4 trägt. Auf jeder de: Wellen 34, 35 ist eine Exzenterbuchse 36 bzw. 37 aufgesetzt. Auf diese Weise sitzen die Walzenabschnitte 4, 7 unmittelbar auf der Welle 34 bzw. 35 und die Walzenabschnitte 3,6 des anderen Paares sitzen auf den Exzenterbuchsen.

Ein Antrieb 38 dreht die Exzenterbuchsen 36,37 beim Einstellen synchron, wodurch das eine Walzenabschnittspaar in bezug auf das andere versetzt wird. Beim Umlaufen der Walzen während des Formens und Schweißens des Rohres wird die Versetzung zwischen den Paaren 1,2 der Walzenabschnitte nicht geändert.

Im Betrieb des Rohrwerkes wird diesem das Band 8 durch ein Werk zum Vorbereiten desselben zugeleitet. Die Vorbereitung des Bandes besteht z. B. aus dem Abwickeln desselten vom Bund, Anpassen des vorderen Bandendes eines neuen Bundes an das hintere Ende des vorgesehenen Bundes, Richten des Bandes, Besäumen des Bandes auf eine vorgesehene Breite, Anfassen der Bandkanten usw. Die Vorrichtungen 21, 22 bestimmen

<>o die Lage des zulaufenden Bandes in seiner Zuführungsebene und in der Richtung, die senkrecht z-i seiner Zuführungsebene ist.

Beim Eintritt in den Spalt zwischen den Walzenabschnitten 3, 6 des ersten Paares 1 der formgebenden

Vorrichtung wird das Band 8 schraubenförmig gebogen. Wenn die erste Windung geformt wird, wird zunächst diese Windung an die Führungsbuchse 25 so angepreßt, daß der Durchmesser der geformten ersten Windung

gleich dem Rohrdurchmesser ist und daß der Neigungswinkel der Schraubenwindung dem Neigungswinkel der Schraubennaht im geschweißten Rohr entspricht.

Nachdem das Band in den Spalt /wischen den Walzenabschnitten 4, 7 des zweiten Paares gelangt, welche die Lage der Wand des Rohres 5 während des Schweißens bestimmen, und nachdem die zu verbindenden Kanten 17 und 16 des Bandes b/.w. des Rohres zusammengeführt sind, beginnt der Schweißvorgang. Die Kanten werden vor dem Schweißen beispielsweise durch Hochfrequenzströme mit Hilfe von Widerstandsoder Induktionsschweißvorrichtungen erhitzt. Die Schweißverbindung wird durch die Reibungskräfte zusammengepreßt, die zwischen der Oberfläche dem innenliegenden Walzenabschnitt 4. welcher die Lage der Rohrwand bestimmt, und Rohrwand entstehen. Diese Reibungskraft ist vom Rohr fort in Richtung des Bandes gerichtet und wird durch die Größe der Einspannung der Rohrwand zwischen den Waiz.cn bestimmt.

Die Führungsvorrichtung und die Stützrolle 18 begrenzen die Rohrverschiebung in Richtung des Bandes und bestimmen die Bandlage in Querrichtung und hierdurch auch die Zusammenpreßkraft der Schweißnaht.

Der Durchmesser des zu schweißenden Rohres wird durch relative Versetzung der Walzenabschnittspaare geregelt. Zu diesem Zwecke werden mittels des Antriebs 38 die Exzenterbuchse 36, 37 auf den Wellen 34, 35 gedreht. Das Signal zum Einstellen des Rohrdurchmessers kann entweder von einer Vorrichtung, welche den Durchmesser des gefertigten Rohres mißt, oder von einer Vorrichtung, welche die Biegung des Bandes mißt, erhalten werden.

Die Anwendung der Erfindung gestattet die Verwendung der HF-Schweißung und als Folge hiervon eine

ι, bedeutende Senkung der Investitionskosten. Erhöhung der Produktivität. Senkung des Elektroenergieaufwandes, verminderten Hilfsmaterialverbrauch, geringere Anzahl von Arbeitern sowie auch eine Verminderung des Verbrauches von Werkzeugen und Senkung deren Kosten sowie die Verwendung von Bandmaterial niedrigerer Qualität.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schraubennaht-Rohrwerk mit drei Biegewalzen, von denen die eine als innere Biegewalze, die beiden anderen als äußere Biegewalzen am Band, dieses zum Rohr formend, anliegen und ferner mit Walzen, die im Bereich der Verschweißung der Bandkanten zum Rohr außen und innen an diesem ' angreifend in Rohrachsrichtung gesehen hinter den Biegewalzen angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Walzen einerseits parallel zur inneren, andererseits parallel zu einer der äußeren Biegewalzen liegen und eine Verstelleinrichtung zur Einstellung der relativen Achslage zwischen ihnen und den Biegewalzen in zur Bandebene rechtwinklig stehenden Ebenen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter den Biegewalzen vorgesehenen Walzen je von einem Abschnitt{i) der inneren (3) und einem Abschnitt (7) der äußeren, der inneren in bekannter Weise gegenüberliegenden Biegewalze (6) gebildet sind, wobei sich diese Abschnitte paarweise vor (3; 6) und hinter (4j 7) der Schweißstelle gegenüberliegen und das eine Abschnittspaar gemeinsam die Verstellbarkeit gegenüber dem jeweiligen anderen Abschnittspaar aufweist.

2. Rohrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lagerung der inneren (3; 4) und für die der äußeren (6; 7) Walzenabschnitte je eine Starrachse (34, 35) vorgesehen ist, die die Drehachsen für die hinter der Schweißstelle angreifenden Abschnitte (4; 7) bilden, während die vor der Schweißstelle liegenden Abschnitte (3; 6) um auf den Starrachsen (34, 35) sitzende ^xzenterbuchsen (36, 37) umlaufen, die mit einem Antrieb (38) zu ihrer gleichlaufenden Verstellung verbunden sind.

3. Rohrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Walzenabschnitte (3, 4, 6, 7), die unmittelbar an den Kanten (16, 17) des zulaufenden Bandes (8) und des Rohres (5) an der Schweißstelle (15) anliegen, kegelförmig ausgeführt sind.