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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren unjd Hohlprofilen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren und
Hohlprofilen, wobei zwei oder mehrere Metallblechstreifen zu Vorprofilen geformt und diese Vorprofile sodann unter Bildung der erwünschten Profilform miteinander verschweisst werden. Ferner betrifft die Er- findung Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bereits bekannt, Rohre aus zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Rinnenprofilen mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung herzustellen, Die Verschweissung der beiden halbkreisförmigen Profile erfolgte in einer solchen Lage zueinander, dass die beiden Schweissnähte senkrecht übereinander zu liegen kamen. Um hiebei kontinuierlich arbeiten zu können, musste man je eine besondere Einrichtung für die
Formung jedes der beiden Streifen zu einem Vorprofil verwenden. Eine solche Anlage umfasste z. B. zwei voneinander getrennte Spezial-Formwalzmaschinen mit lotrechten Wellen, die miteinander synchronisiert sein mussten. Für jeden Rohrquerschnitt waren eigene Werkzeugsätze (Formrollen, Elektrodenrollen usw.) erforderlich.
Bei einem Programmwechsel waren erhebliche Umbauzeiten für das Wechseln der Werk- zeuge aufzuwenden, so dass die Herstellung kleinerer Mengen unwirtschaftlich und der Ausnutzungsgrad einer solchen Anlage gering war.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren oder Hohlprofilen, und die entsprechenden Einrichtungen zu schaffen, damit die angeführten Mängel vermieden werden. Es sollen erfindungsgemäss besonders die Anlage- und Werkzeugkosten gesenkt und Stillstandszeiten vermieden werden.
Dieses Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass zwei oder mehrere Metallblechstreifen fortschreitend nebeneinander zu Vorprofilen geformt, mindestens eines der Vorprofile fortschreitend aus seiner Lageebene verdrillt und in eine Lage gebracht wird, dass sich die Kanten der Vorprofile zur Bildung des gewünschten Profiles gegenüberstehen, worauf die Kanten miteinander verschweisst werden, und anschliessend gegebenenfalls eine weitere Verformung durchgeführt wird. Als Einrichtungen zum Umformen der Metallblechstreifen in Vorprofile können Ziehmaschinen oder Formwalzmaschinen verwendet werden.
Erfindungsgemäss werden, zum Unterschied von der bekannten Arbeitsweise, alle Vorprofile, die zusammen nach Verschweissung das erwünschte Profil ergeben, auf der gleichen Formstrecke bzw. Walzstrecke gebildet ; verglichen mit der früheren Arbeitsweise sind in jedem Gerüst der Walzstrecke zwei Stempel- und zwei Gesenkrollen angeordnet, so dass mit der halben Anzahl von Gerüsten das Auslangen gefunden wird. Erst am Ende der Form- bzw. Walzstrecke werden die parallel in gleicher Ebene nebeneinander laufenden Vorprofile so gegeneinander verdrillt, dass die zu verschweissenden Kanten zusammengeführt werden. Um die hiebei gegebenenfalls auftretenden Spannungen gering zu halten, wird die Einrichtung zum Verdrillen nicht unmittelbar hinter den Formeinrichtungen der Vorprofile angeordnet, sondern dazwischen ein angemessener Abstand vorgesehen.
Die Erfindung kann mit Vorteil zur Herstellung von Hohlprofilen, wie Rundrohren, Rechteckrohren, Dreieckrohren, Sechseckrohren u. dgl., aber auch zur Herstellung von offenen Profilen, z. B. Kreuzprofilen verwendet werden. Bei der Herstellung von Rundrohren und Rechteckrohren werden im allgemeinen beide der rinnenförmigen bzw. winkelförmigen Vorprofile, u.. zw. das eine im Uhrzeigersinn und das andere im Gegenuhrzeigersinn verdrillt, so dass ihre freien Endkanten zur Verschweissung einander gegen- überstehen. Die Erfindung soll hierauf aber nicht beschränkt sein ; wie aus der weiteren Beschreibung hervorgehen wird, ist es nicht erforderlich, alle Vorprofile vor der Verschweissung zu verdrillen.
Es kommt nur darauf an, dass mindestens eines der Vorprofile so verdrillt wird, dass Kanten der Vorprofile, welche
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verschweissbar sind, durch diese Massnahme zusammengeführt werden. Die zu verschweissenden Kanten müssen auch keine freien Endkanten der Vorprofile sein. Bei der Herstellung von Kreuzprofilen aus winkelförmigen Vorprofilen kann man erfindungsgemäss auch so vorgehen, dass man die durch die Ab- winkelung gebildeten Kanten Rücken an Rücken zusammenführt und mittels einer Schweissnaht verbindet.
Eines der wichtigsten und bevorzugten Anwendungsgebiete der Erfindung ist die Herstellung von Rundrohren mit beliebig wählbarem Durchmesser aus Streifen, die zu rinnenförmigen Vorprofilen geformt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erhalten die Streifen eine Form, die im Querschnitt aus je zwei Viertelkreisbögen mit einem dazwischenliegenden Flachstück wählbarer Länge besteht. Diese Vorprofile werden am Ende der Formstrecke um je 900 aus ihrer Lageebene so zueinander verdrillt, dass ihre Kanten einander gegenüberstehen, und unter Bildung eines Flachovalrohres miteinander durch zwei Schweissnähte verbunden ; anschliessend wird das Flachovalrohr zu einem Rundrohr umgeformt.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat wesentliche Vorteile gegenüber der bekannten Herstellungsweise von Rundrohren ; früher konnte man verschieden grosse Rohrdurchmesser nur unter Verwendung von im Querschnitt halbkreisförmigen Vorprofilen mit ebenfalls verschieden grossem Krümmungsradius herstellen.
Beim Übergang von einem Rohrtyp mit grösserem Durchmesser auf einen Rohrtyp mit kleinerem Durchmesser oder umgekehrt mussten daher sämtliche Stempel- und Gesenkrollen der Formeinrichtung für die Vorprofile ausgetauscht werden, was nicht nur einen enormen Vorrat an Werkzeugsätzen, sondern auch einen hohen Arbeitsaufwand und erhebliche Stillstandszeiten zur Folge hatte. Demgegenüber können erfindungsgemäss alle Rohrquerschnitte mit den gleichen, im Querschnitt viertelkreisförmigen Formungsteilen hergestellt werden, indem nur das Flachstück zwischen diesen beiden viertelkreisförmig ausgebildeten Formungsteilen ausgetauscht wird, was mit einem wesentlich geringeren Arbeits- und Kostenaufwand möglich ist.
Die auf diese Weise herstellbaren Rohre mit kleinstem Durchmesser erhält man, wenn man das flache Zwischenstück weglässt ; der Durchmesser eines solchen Rohres ist 2 r wenn r den Radius der im Querschnitt viertelkreisförmigen Formungsstücke bedeutet. Die auf diese Weise herstellbaren Rohre mit grösstem Durchmesser erhält man, wenn man die längsten flachen Zwischenstücke, die
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Die umtormung eines bei Verwendung von Machen Zwischenstücken hergestellten Flachovalrohres zu einem Rundrohr kann hinter der Schweissmaschine mittels einer geeigneten Formeinrichtung, beispielsweise mittels einer Mehrwalzenkalibriermaschine, durchgeführt werden.
Man kann diese Umformung zu einem Rundrohr aber zu einem beliebigen Zeitpuhkt vornehmen, In manchen Fällen ist es vorteilhafter, die Flachovalrohre als solche zu stapeln oder zu versenden, da sie in diesem Zustand weniger Platz einnehmen, und die Umformung zum Rundrohr erst vor endgültiger Verwendung, z. B. an der Baustelle, vorzunehmen.
Das für die Herstellung von Rundrohren beschriebene Verfahren ist ohne wesentliche Änderungen auch für Rechteckrohre, Sechskantrohre und ähnliche Querschnitte anwendbar. Bei der Herstellung von Rechteckrohren können U-förmig geformte Vorprofile für Rechtecke verschiedenen Querschnittes mit den gleichen Werkzeugen, z. B. Formwalzen, gefertigt werden, wenn deren Abstände auf den Wellen der Formmaschine sinngemäss verstellt werden. Zwischen den Formwalzen können zylindrische Zwischenrollen angeordnet werden. Zum Aufbringen solcher Zwischenrollen auf die Wellen müssen im allgemeinen die Aussenständer der Formwalzmaschinen und alle vorgesetzten Rollen entfernt werden. Um dies zu vermeiden, sieht eine im folgenden noch genauer beschriebene, besondere Ausgestaltung der Erfindung
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ständer der Formwalzmaschine stehenbleiben.
Es braucht nur die Werkzeugbefestigung gelöst und wieder angezogen zu werden.
Sollen nach der vorliegenden Erfindung Quadratrohre oder Rohre mit annähernd quadratischem Querschnitt hergestellt werden, so kann man diese als Rechtecke betrachten und gemäss dem bereits angegebenen Verfahren herstellen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, Quadratrohre durch Zusammenschweissen zweier Winkelprofile herzustellen. Hiebei werden zwei nebeneinander geformte Winkel um 900 gegeneinander verdrillt, mit den freien Kanten zusammengeführt und sodann die Kanten miteinander verschweisst. Mit diesem Verfahren können Quadratrohre verschiedener Abmessungen hergestellt werden, ohne dass wesentliche Umstellungen an den Werkzeugen, z. B. Vorprofil-Formrollen, vorgenommen werden müssten.
Nach dem Schweissen können die Quadratrohre durch Kalibrierwerkzeuge (Ziehsteine, Formrollen), die beim Programmwechsel nur einer Anstellung, nicht aber eines Werkzeugwechsels bedürfen, auf enge Masstoleranzen gebracht werden. Es können also sämtliche Quadratrohre
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die in den Dimensionsbereich der Anlage fallen, mit einem Universal-Werkzeugsatz hergestellt werden.
Bei relativ scharfkantigen Quadratrohren (Eckradius kleiner als zweifache Wanddicke) sieht die Erfindung vor, dass die winkelförmigen Vorprofile nur durch Abschrägen der Kanten (Walzen oder Hobeln) zur
Schweissung vorbereitet werden. Bei der Herstellung von Quadratrohren mit stärker gerundeten Kanten kann man dagegen auch so vorgehen, dass zunächst die Kanten des flachen Ausgangsstreifens um etwa
450 angebogen und anschliessend die Winkel geformt werden. Während im ersteren Fall zwei Winkel- nähte die Vorprofile zu einem Quadratrohr verbinden, handelt es sich im zweiten Fall um eine Ver- bindung mittels Stumpfnähten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Herstellung von Dreieckrohren aus drei Streifen vor. Bei dieser Ausführungsform werden die Ränder dreier Streifen um etwa 600 aufgebogen. Während der Mittelstreifen unverdrillt durch die Anlage läuft, werden die beiden äusseren Streifen zueinander um
1200 verdrillt, so dass sich je zwei Vorprofilkanten gegenüberstehen. Wird die Schweissung als Wider- standsschweissung ausgeführt, so können entweder drei Schweisstransformatoren, die von je einer Phase eines Drehstromnetzes gespeist werden, vorgesehen werden oder es können drei Schweissstellen parallel an der gleichen Wechselstromphase angeschlossen sein.
Die Schweissung kann nach einem beliebigen Verfahren durchgeführt werden. Als besonders geeignet haben sich die konduktive und die induktive Variante der elektrischen Kerbeffektschweissung erwiesen.
Verfahren dieser Art sind z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 169611,169915 oder in der USA-Patent- schrift Nr. 2,647, 981 des Anmelders beschrieben. Es können mit diesen Verfahren beliebige metallische
Werkstoffe, wie unlegierte und legierte Stähle, Chromstähle, Aluminium- und Magnesiumlegierungen,
Titan, Kupfer u. a. geschweisst werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, wird Vorsorge getroffen, dass die verschiedenen Schweissnähte, die zur Bildung des gewünschten Profiles gelegt werden, untereinander gleichwertig sind. Erfindungsgemäss können zu diesem Zweck bei der konduktiven Kerbeffektschweissung die Elektrodenrollen schwenkbar angeordnet sein. Ist z. B. die obere Naht kühler als die untere, so werden die
Elektrodenrollen derart geschwenkt, dass sich ihr Abstand auf der oberen Seite verringert. Dadurch verringert sich der elektrische Widerstand der oberen Schweissstelle (kürzerer Kerb) ; der Strom und die Schweisstemperatur steigen an. Das Schwenken kann durch einen (vom Schweisser oder automatisch betätigten) Mechanismus erfolgen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, sowie für Einrichtungen hiezu näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Gesamtanlage im Aufriss und Fig. 2 im Grundriss, die zur Herstellung von Rundrohren dient ; Fig. 3 zeigt zehn Querschnitte 1 bis X der Streifen, der Vorprofile und-des Rohres und erläutert fortschreitend die einzelnen charakteristischen Stadien des Herstellungsverlaufes. Fig. 4 gibt in ähnlicher Weise wie die Fig. 3 sieben Querschnitte von Streifen, Vorprofilen und einem Rechteckrohr wieder, welche die charakteristischen Stadien der Herstellung eines solchen Rechteckrohres bezeichnen. Fig. 5 zeigt sieben Querschnitte bei der Herstellung eines Quadratrohres nach dem gleichen Schema wie die Fig. 4. Fig. 6 zeigt eine Einzelheit bei dem Verschweissen von winkelförmigen Vorprofilen zu einem Quadratrohr ; Fig. 7 zeigt eine Einzelheit nach dem Verschweissen solcher winkel-. förmiger Vorprofile zu einem Quadratrohr.
Fig. 8 stellt sieben Querschnitte der Herstellung eines Quadratrohres nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar. Fig. 9 zeigt sechs Querschnitte bei der Herstellung eines Dreieckrohres, die den charakteristischen Herstellungsstadien des Verfahrens entsprechen. Fig. 10 zeigt ebenfalls sechs charakteristische Querschnitte bei der Herstellung eines Dreieckrohres nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens. Fig. 11 erläutert sechs charakteristische Querschnitte bei der Herstellung eines offenen Profiles aus zwei Streifen. Fig. 12 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch eine Formungseinrichtung entlang der Linie XII - XII der Fig. 2 ; Fig. 13 zeigt eine geteilte Zwischenrolle in Ansicht und im Schnitt. Fig. 14 ist ein schematischer vertikaler Schnitt durch die Schweisseinrichtung, etwa entlang der Linie XIV-XIV der Fig. 2.
In den Fig. 15 und 16 ist in schematischer Weise das Prinzip von vorzugsweise anzuwendenden Schweissverfahren erläutert.
Im Beispiel nach den Fig. 1 und 2 dienen als Vormaterial für die kontinuierliche Herstellung von Rundrohren zwei möglichst lange Bänder aus Stahlblech, die zu Bunden 1 und 2 gehaspelt am Kopf der Anlage angeordnet werden. Mit Hilfe einer Stumpfschweisseinrichtung 3 werden die Enden der verbrauchten Bunde mit den Anfängen der folgenden neuen Bunde zu endlosen Bändern vereinigt, die z. B. über eine nicht gezeichnete Schlaufe der Anlage zugeführt werden. Der intermittierend arbeitende Treibrollensatz 4 dient zur Umlenkung und Bildung der Schlaufe. Der Rollensatz 5 lenkt die Bänder erneut um und führt sie kontinuierlich der weiteren Anlage zu. Eine hoch- tief verstellbare Doppelrolle 6 kann zur Entspannung der Bänder benützt werden.
Handelt es sich um verzunderte, also warmgewalzte Bänder, so
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kann der durch die Rollen 4,5 und 6 gelockerte Zunder in einer Reinigungseinrichtung 7, z. B. durch Bürsten, gesäubert werden. In den hintereinander angeordneten Rollenpaaren 8/9,10/11, 12/13 und 14/15 der Formstrecke werden die beiden Bänder stufenweise fortschreitend zu den Halbschalen 16 und 17 umgeformt. An Stelle der Formrollen könnten auch Ziehmatrizen od. dgl. verwendet werden, es muss jedoch für den Vortrieb der Bänder, z. B. durch Treibrollen, vorgesorgt sein.
Nach Passieren der Formeinrichtungen werden nun, was das wichtigste Merkmal der Erfindung ist, die parallel nebeneinander laufenden Vorprofile um je 900 verdrillt. Das rechte Vorprofil 16 wird entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, das linke Vorprofil 17 im Uhrzeigersinn gedreht und beide konvergierend so zusammengeführt, so dass die bisher äusseren und bisher inneren Kanten der Vorprofile gegen- überstehen. Sodann erfolgt die gleichzeitige, fortschreitende Schweissung der beiden Nähte. Hiezu eignen sich, wie erwähnt, eine Reihe von Schweissverfahren. Es ist möglich, mit autogener Gasschmelz- schweissung, mit elektrischer Lichtbogenschweissung, mit elektrischer Widerstandsschweissung (JohnstonVerfahren) oder anderen Schweissverfahren zu arbeiten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Schweissung mit der konduktiven Variante der elektrischen Kerbeffektschweissung. Es könnte aber auch deren induktive Variante vorgesehen werden. In den Fig. 15 und 16 sind diese beiden Varianten schematisch erläutert. Das Prinzip besteht darin, dass bei
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den zu verbindenden Teilen gebildeten Kerb umfliessen muss, eine so hohe Stromkonzentration auftritt, dass die für die Schmelzung des Metalles erforderliche Erhitzung eintritt. Wie erwähnt, ist dieses
Schweissverfahren in den früher genannten Patenten des Anmelders genauer beschrieben. Diese Art des
Schweissens hat sich für das erfindungsgemässe Verfahren als besonders vorteilhaft gezeigt. Bei dem Beispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 werden die Vorprofile nach dem Verdrillen durch zwei Rollenpaare 18/19 und 20/21 geführt.
Diese sind in Querrichtung verstellbar, wie durch die Doppelpfeile angedeutet ist.
Die inneren Rollen 19 und 20 wirken als Spreizrollen und drücken gemeinsam mit dem in Längsrichtung verstellbaren Dorn 22 die Vorprofile 16 und 17 an die Schweissstromrollen 23 und 24. Im Punkt 25 treffen sich die Kanten der Vorprofile und verschweissen. Die beiden Schweissstromrollen erhalten über eine nicht gezeichnete Stromquelle einen elektrischen Hochstrom niederer Spannung zugeführt, der von einer Rolle zur anderen den Umweg über die beiden zu schweissenden Stellen der Vorprofile machen muss und dort infolge des Kerbeffektes eine hohe Stromkonzentration mit entsprechender Erhitzung verursacht.
Um ein Abgleiten der Kanten aneinander (Versetzen) zu verhindern und die Schweissnaht warm zu formen, sind hinter den Schweissnahtspitzen Druckrollen 26 und 27 (Fig. 1) angeordnet. Zwei Schneidwerkzeuge 28 und 29 entfernen sodann den äusseren Schweissgrat. In ähnlicher Weise können die Schweissnähte innen bearbeitet werden, wobei die erfindungsgemässe Anordnung gegenüber der Anordnung für Einnahtrohre durch beste Zugänglichkeit und kurze Hebelarme entscheidende Vorteile bietet.
Der Schweisseinrichtung ist eine Einrichtung zur Wärmebehandlung 30 nachgeordnet. Dies kann entweder eine Kühleinrichtung oder ein Nachwärmgerät sein. Sie kann auch unbenutzt bleiben.
Das Rohr verlässt die Schweisseinrichtung als hochkantgestelltes Flachovalrohr. In den Rollenpaaren 31/32,33/34, 35/36 wird das Flachovalrohr stufenweise zu einem Rundrohr umgeformt und mit Hilfe der vier Rollen 37 - 40, deren Achsen in einer Ebene liegen, kalibriert.
Das Umformen der Flachovalrohre zu Rundrohren kann auch nach anderen Verfahren, wie Ziehen oder Expandieren, erfolgen. Bei grossen Entfernungen zwischen Herstellungs-und Verwendungsort ist es auch möglich, die bessere Stapelmöglichkeit und den kleineren Frachtraum der Flachovalrohre zu nutzen und das Umformen erst nahe dem Verwendungsort durchzuführen.
Der dargestellten Anlage kann eine mitlaufende Einrichtung zum Ablängen nachgeordnet sein.
Die einzelnen charakteristischen Stadien der erfindungsgemässen Herstellung von Rundrohren aus zwei Flachstreifen sind der Fig. 3 zu entnehmen. Diese zeigt im Schnitt I (entsprechend der Schnittlinie I - I der Fig. 2) die unverformten Flachstreifen, in den Schnitten II und III (entsprechend den Schnittlinien
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linie IV-IV der Fig. 2) die endgültige Form der Vorprofile ; im Schnitt V (entsprechend der Schnittlinie V - V der Fig. 2) die Vorprofile um je 450 gegeneinander verdrillt ; im Schnitt VI (entsprechend der Schnittlinie VI - VI der Fig. 2) die Vorprofile um je 900 verdrillt, kurz vor der Schweissung ; im Schnitt VII (entsprechend der Schnittlinie VII - VII der Fig. 2) das fertig geschweisste Rohr in Flachovalform ;
in den Schnitten VIII und IX (entsprechend den Schnittlinien VIII-VIII und IX-IX der Fig. 2) Zwischenstadien der Umformung vom Flachovalrohr zum Rundrohr und schliesslich im Schnitt X (entsprechend der Schnittlinie X - X der Fig. 2) das fertige Rundrohr.
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schreitend um 90 verdrillt und verschweisst werden.
Die Fig. 5 gibt in gleicher schematischer Darstellung die Herstellungsstadien von relativ scharf- kantigen Quadratrohren aus zwei Flachstreifen wieder, wobei die Streifen zu winkelförmigen Vorprofilen geformt und um 900 zueinander verdrillt werden. Wenn solche relativ scharfkantigen Quadratrohre her- gestellt werden sollen, muss, wie aus der Darstellung ersichtlich, eine Winkelschweissung vorgenommen werden. Die Vorbereitung der Kanten der Vorprofile für diese Schweissung kann durch Abschrägen oder
Schaben an irgendeiner Stelle beim Durchgang durch die Formungsrollen erfolgen. In Fig. 6 sind im ver- grösserten- Massstab zwei an den Kanten abgeschrägte winkelförmige Vorprofile unmittelbar vor der Ver- schweissung dargestellt. Die Vorprofile berühren sich zunächst mit den durch die inneren Abschrägungen gebildeten Flächen.
Bei der nun folgenden Schweissung wird entlang der beiden Schweissnähte das eng- schraffiert gezeichnete Material aufgeschmolzen und durch Druckanwendung verdrängt. Erfindungsgemäss weist die der Schweissstelle nachgeordnete Druckrolle das Profil 43 auf, so dass die verschweissten
Quadratrohrkanten die gleichen Rundungen erhalten, welche die unverschweissten Kanten 44 und 45 beim
Formen der Vorprofile angenommen haben. Fig. 7 stellt ein Quadratrohr mit in dieser Weise ver- schweissten Kanten nach Passieren der Druckrolle dar. Der dabei entstehende Innengrat 46 kann entweder belassen oder entfernt werden.
Fig. 8 zeigt in gleicher Darstellung die charakteristischen Herstellungsstadien der Herstellung eines
Quadratrohres mit abgerundeten Kanten aus zwei Flachstreifen, die zu winkelförmigen Vorprofilen ge- formt und um 900 zueinander verdrillt werden. Bei dieser Ausführungsform werden durch eine ent- sprechende Ausbildung der Formwalzen die Kanten der Vorprofile aufgebogen, so dass nach der Ver- rillung der Vorprofile um je 900 die Kanten stumpf aufeinandertreffen. Hier ist also keine Abschrägung der Kanten vor der Verschweissung nötig. Die nach dieser Ausführungsform hergestellten Rohre haben stärker abgerundete Kanten als jene, welche gemäss der Ausführungsform nach den Fig. 5 - 7 hergestellt sind.
Fig. 9 zeigt in ähnlicher Darstellung wie früher die charakteristischen Herstellungsstadien eines Dreieckrohres mit abgerundeten Kanten aus drei Streifen. Die Streifen werden zunächst durch die Formungseinrichtung etwas aufgebogen und drei im Querschnitt etwa trogförmige Vorprofile geformt. Dann werden die beiden äusseren Profile um je 1200 zueinander verdrillt, während das mittlere Profil unverdrillt bleibt, und die stumpf aufeinandertreffenden Kanten durch drei Schweissnähte miteinander verbunden.
Fig. 10 gibt in gleicher Darstellung die charakteristischen Herstellungsstadien eines relativ scharfkantigen Dreieckrohres aus drei Streifen wieder. Wie ersichtlich, werden zunächst drei winkelförmige Vorprofile mit einem Öffnungswinkel von 60 geformt und die beiden äusseren Vorprofile wieder um je 1200 zueinander verdrillt, während das mittlere Vorprofil unverdrillt bleibt. Die stumpf aufeinandertreffenden Kanten werden miteinander verschweisst. Zum Unterschied gegen die Ausführungsform nach Fig. 9 liegen die Schweissnähte nicht an den Kanten, sondern etwa in der Mitte der Flächen des Drei- eckrohres.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens in ähnlicher Darstellung, die zur Herstellung von offenen Profilen verwendet werden kann. Bei diesem Beispiel wird ein Kreuzprofil aus zwei flachen Streifen hergestellt. Die Streifen werden zunächst zu winkelförmigen Vorprofilen geformt und dann um 900 so verdrillt, dass sie Rücken an Rücken aneinander zu liegen kommen.
Mittels einer Schweissnaht werden dann diese Kanten unter Bildung eines Kreuzprofiles verschweisst.
In Fig. 12 ist eine mit Vorteil für das erfindungsgemässe Verfahren anwendbare Formungseinrichtung dargestellt, die zum Formen von Rinnenprofilen für die Herstellung von Rundrohren über das Zwischenstadium eines Flachovalrohres gemäss Fig. 3 dient. Die Vorrichtung umfasst einen nicht dargestellten Ständer, in dem die obere Welle 47 und die untere Welle 48 gelagert ist. Mit der oberen Welle 47 ist der Stempelrollensatz und mit der unteren Welle 48 der Gesenkrollensatz fest verbunden. Der Stempelrollensatz besteht aus den Arbeitsscheiben 49 und 50, der Zwischenrolle 51 und den Distanzringen 52 und 53. Der Gesenkrollensatz besteht aus den Arbeitsrollen 54 und 55 sowie einer Zwischenrolle 56.
Wie ersichtlich, besitzen die Arbeitsscheiben 49 und 50 und die mit diesen zusammenarbeitenden Arbeitsrollen 54 und 55 eine im Querschnitt viertelkreisförmige Arbeitsfläche, so dass dem Streifen 58 an den Randteilen ein im Querschnitt viertelkreisförmiges Profil verliehen wird. Die zylindrischen Zwischenrollen 51 und 56 sind auswechselbar ; ihre Länge entspricht der Länge des flachen Zwischenstückes zwischen den viertelkreisförmigen Krümmungen des herzustellenden Vorprofiles.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform können die zylindrischen Zwischenrollen zweiteilig ausgeführt sein, wie es in Fig. 13-'für die Zwischenrolle 56 des Gesenkrollensatzes erläutert ist. Die Zwischenrolle kann aus zwei Halbschalen 56 und 56'bestehen, die auf der Welle 48 befestigt sind. Als Be-
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festigungsmittel können Bolzen oder Haltestifte (nicht dargestellt) benutzt werden. Sehr vorteilhaft ist jedoch die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Befestigungsmöglichkeit, wobei die Teile 56 und 56'der Zwischenrolle an beiden Enden (57 und 57') dachförmig abgeschrägt und die Arbeitsrollen 54 und 55 ebenfalls dementsprechend konisch ausgebildet sind.
Die konischen Teile der Arbeitsrollen 54 und 55 übergreifen, wie aus Fig. 12 ersichtlich, die dachförmig abgeschrägten Teile der Zwischenrolle und halten die beiden Teile 56 und 56'auf der Welle 48 fest. Diese zweiteilige Ausführungsform der Zwischenrollen istbei1Ì1 Austauschender Zwischenrollen, wasbei Anderung desdurchmessersdesherzustellenden Rohres vorgenommen werden muss, von grossem Vorteildenn man braucht hiezu nichts weiter zu tun, als die Befestigung der Arbeitsrollen54und 55 zulockern und diese auseinanderzuschieben, sodanndiebeidenHalb- schalen der nächstenZwischenrolle auf die Welle aufzulegen und die Befestigung der Teile 54und 55'wieder anzuziehen.
Die Arbeitsrollen 54 und 55 selbst werdenjedochaie-ausgewechseltund die Teiledes-Ständers, in
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; brauchen.'bei einem Programmwechsel eBenMis nie'ehtisrnt wèrden.'In gleicher Weise wie die Zwischenrolle 56 des Gesenkrollensatzes kann auch die zylindrische Zwischenrolle 51 des Stempelrollensatzes geteilt ausgeführt sein, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Stempelrollen 49 und 50 brauchen nur ausgetauscht zu werden, wenn die Wandstärke des herzustellenden Rohres geändert werden soll. Sonst wird bei einer Änderung des Rohrdurchmessers, ebenso wie beim Gesenkrollensatz, nur die Zwischenrolle 51 ausgetauscht.
In jedem Fall ist hervorzuheben, dass bei Verwendung dieser Vorrichtung im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen nur ein relativ kleiner Werkzeugbestand erforderlich ist und die Montagearbeiten bei einem Programmwechsel auf ein Minimum herabgesetzt sind.
Wie bereits kurz erwähnt, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Vorsorge ge- troffen, dass für die Schweissnähte, die zur Bildung des gewünschten Profiles gelegt werden, eine gleich- mässige Güte gewährleistet wird. Es werden Massnahmen getroffen, welche gleiche Schweisstemperaturen sichern. Wird z. B. die konduktive Variante der elektrischen Kerbeffektschweissung zur Herstellung von Rundrohren gemäss dem Schema nach Fig. 3 benutzt, so werden erfindungsgemäss die beiden Schweissstromrollen derart angeordnet, dass die Abstände zu den Schweissnähten verändert werden können. In Fig. 14 ist dies an einem Beispiel näher erläutert. Die Schweissstromrollen sind, in diesem Fall um zwei der Rohrachse möglichst naheliegende Achsen schwenkbar angeordnet.
Der elektrische Strom wird über einen Transformator mit der Primärwicklung 59 von der Sekundärwindung 60 den beiden Schlitten 61 und 62 zugeführt. An den Bolzen 63 und 64 sind die Stromrollenträger 65 und 66 schwenkbar gelagert. Sie können über eigene Organe, z. B. die Stangen 67 und 68, derart geschwenkt werden, dass die unteren Schweissstromrollen 69 und 70 kleinere Wege zueinander zurücklegen als die oberen Schweissstromrollen 71 und 72. Der Schweissstrom kann den oberen Rollen entweder über einen zweiten Transformator (nicht gezeichnet) oder über die Zwischenscheiben 73 und 74 zugeführt werden. S wird an den nahtnahen Teilen den Vorprofilen 75 und 76 zugeführt. Erweist sich die obere Naht als kühler als die untere, so sind die Schweissstromrollen zueinander zu schwenken.
Ist die untere kühler als die obere, so sind die Schweissstromrollen auseinander zu schwenken. Sind beide zu kühl so ist der Strom zu erhöhen. Ist der Abstand der Schweissnahtspitze von den Schweissstromrollen zu gross, so sind die Schlitten 61 und 62 und damit die Schweissstromrollen einander zu nähern.
Die Erfindung bietet gegenüber den in Anwendung befindlichen Verfahren und Einrichtungen eine Reihe von Vorteilen. Da die Vorprofile für die Werkzeuge, z. B. Formrollen, von beiden Seiten zugänglich sind und durch die Werkzeuge völlig umschlossen werden können, ermöglicht die Erfindung eine erheblich grössere Freizügigkeit in bezug auf die Rohrquerschnitte. Sie gestattet die unmittelbare Herstellung von Formen, die bisher durch einen nachfolgenden Ziehvorgang hergestellt werden mussten. Die Freizügigkeit betrifft auch die relative Wanddicke. Es können neben den üblichen Rohren, -sowohl relativ dünnwandige als auch relativ dickwandige erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, Rohre mit Sicken, Nuten oder Absätzen durch Zusammenschweissen entsprechend geformter Vorprofile herzustellen.
Ein wirtschaftlich sehr bedeutender Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich bei gegebener maximaler Bandbreite der erzielbare Durchmesser eines Rundrohres verdoppelt. Es wird dadurch der Maximaldurchmesser für die kontinuierliche Herstellung von Grossrohren erhöht.
Erfolgt die Schweissung mit Hilfe des elektrischen Kerbeffektes, so bietet die Erfindung auch eine weitgehende Freizügigkeit bezüglich der Werkstoffe. Es können neben den Kommerzstählen hochfeste, hitzebeständige und korrosionssichere Stähle ebenso verarbeitet werden wie Aluminium, Kupfer und deren Legierungen.
Die Erfindung erfordert geringere Anlagekosten, insbesondere für Grossrohranlagen. Es ergeben sich kleinere Stillstandszeiten, kleinere Werkzeugkosten und geringerer Aufwand bei einem Programmwechsel. Nach der Erfindung hergestellte Rohre können daher billiger oder mit grösserem Gewinn verkauft werden.
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Die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind daher sehr. vielseitige. Besonders geeignet ist sie für die Herstellung grosser Leitungsrohre aus Stahl oder Aluminiumlegierungen und für die Herstellung statisch beanspruchter Quadrat- und Rechteckrohre, insbesondere aus Stählen höherer Festigkeit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren und Hohlprofilen, wobei aus zwei oder mehreren Metallblechstreifen Vorprofile geformt und die Kanten der Vorprofile mit- einander verschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen fortschreitend nebeneinander zu
Vorprofilen geformt, mindestens eines der Vorprofile fortschreitend aus seiner Lageebene verdrillt und in eine Lage gebracht wird, dass sich die Kanten der Vorprofile zur Bildung des gewünschten Profiles ge- genüberstehen, worauf die Kanten miteinander verschweisst werden, und anschliessend gegebenenfalls eine weitere Verformung durchgeführt wird.