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Österreichische
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ERNEST GEARING IN PENSHURST, HARROGATE (GRAFSCHAFT YORK, ENGLAND)
UND WILLIAM RAINFORTH IN UPPER ARMLEY, LEEDS (GRAFSCHAFT YORK, ENGLAND).
Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von tiefen, steilwandigen Rippen und breiten
Tälern in Platten oder Rohren.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Platten oder Rohren mit tiefen, steilwandigen Rippen und breiten Tälern.
Gemäss dieser Erfindung werden derartige Wülste oder Rippen hervorgebracht, indem man eine Platte oder ein Rohr zwei-oder mehrmaligem Walzen unterwirft, wodurch be- wirkt wird, dass die Platte oder die Rohrwandung eine Form annimmt, deren Längsschnitt sich der gewünschten endgiltigen Form immer mehr und mehr nähert, wobei der Druck bei aufeinander folgenden Operationen derart zur Anwendung gebracht wird, dass die Querschnittsform der Platte oder des Rohres allmählich verändert wird, ohne dass das Metall in nngebührlichem Masse beansprucht oder geschwächt würde.
Die erste Operation bildet tiefe und breite, aber nicht steilwandige Rippen und die folgende Operation oder die folgenden Operationen übt bezw. üben Druck in normaler Richtung zur Ilauptobene der Platte oder zur Rohrachse hauptsächlich auf die Seitenwandungen der Rippen aus, so dass die Vertiefungen zwischen den Rippen breiter und die Seitenwandungen der Rippen steil gemacht werden, ohne dass das Metall merkbar noch mehr gestreckt und der Abstand der Rippen oder Wellungen verändert würde.
Werden Feuerbüchscn oder Kesselrohre gemäss vorliegender Erfindung gewalzt, so können die Walzen aussergewöhnlich lang gemacht und an verschiedenen Teilen mit Wülsten oder Rippen von verschiedener Gestalt versehen werden, so dass die Platte oder das Rohr zwei oder mehr Bearbeitungen zwischen denselben Walzen unterworfen werden kann, indem man es von einem Teil zu einem anderen verschiebt. Beim Einwalzen von Furchen in ein Rohr kann hiedurch das Wiedererhitzen des Rohres und das Auswechseln der Walzen bei jeder Operation vermieden werden.
Ob nun von den benutzten Walzen ein jedes Paar zwei oder mehr Operationen oder bloss eine ausführen kann, so können sie aus dem vollen zu jener Gestalt ausgedreht sein, die sich für die Hervorbringung der Rippen von der ver- langten Querschnittform eignet. Die Walzen sind so angebracht und angetrieben, wie bei einem gewöhnlichem Walzwerk. In manchen Fällen können bei einer Walze die hervor- ragenden Ringe imstande sein, eine Längsbewegung mit Bezug auf die Walze auszuführen.
Um zu vermeiden, dass durch die Längsbewegung des Rohres oder der Platte während des Walzens ein Enddruck : auf die Walzenlager der zur Bildung der Wülste oder Rippen benutzten Vorrichtung ausgeübt wird und dass dieselben infolgedessen abgenutzt werden, trägt die eine Walze an den Enden ihres arbeitenden Teiles Ringe. Letztere können mit dr Walze aus einem Stück bestehen oder abnehmbar an der Walze befestigt sein, so dass sie selbst oder ihre der Abnutzung unterliegenden Teile ausgewechselt werden können.
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Kanten der Ringe können abgerundet sein. Die Ringe übergreifen das Rohr oder die Platten, welche eben gewalzt werden und hindern derart, dass sich die Enden derselben bewegen.
Fig. 1 und 2 sind Schnitte durch eine Platte oder eine Rohrwandung nach dem Vorbezw. dem endgiltigen Walzen. Fig. 3,4 und 5 zeigen bezw. in Seitenansicht, Grundriss und Endansicht ein Walzwerk, um Kosselrohre gemäss vorliegender Erfindung herzustellen. Die Einrichtungen zum Antriebe der Walzen sowie sonstige Teile sind allbekannt und daher aus den Figuren zumeist weggelassen worden.
Fig. 6 und 7 zeigen in Seiten-und Endansicht ein Ende einer Walze, an welchem ein Ring abnehmbar befestigt ist. a, b sind die Lagerständer, in welchen die Walzen c und d gelagert sind ; die obere Walze c ist mit dem Schlitten e verbunden und kann mit demselben herausgezogen werden, um zu erlauben, dass das Rohr in die Walzvorrichtung eingeführt und aus derselben entfernt wird ; die untere Walze d liegt in in lotrechter Richtung bewegbaren Lagern, die in bekannter Weise mit Hilfe von Kniehebeln betätigt werden.
Die Walzen c und d sind von aussergewöhnlicher Länge und haben zwei Sätze Wellungen oder Rippen ; jene am linken Ende der Walzen haben solche Umrisse, dass sie tiefe und breite, aber nicht steilwandige Rippen f (Fig. 1) erzeugen, wobei die zwischenliegenden Täler 9 etwa die gleiche Krümmung haben ; jene gegen das rechtsseitige Walzenende gelegenen sind derart gestaltet, dass, während das Rohr an diesem Teile der Walzen gewalzt wird, hauptsächlich auf die Seiten der Rippen f (Fig. 1) Druck ausgeübt wird, so dass die Seitenwandungen steil gestellt werden und bewirkt wird, dass die Rippen und die zwischenliegenden Täler die in Fig. 2 bei fund 9 angedeutete Gestalt annehmen.
Aus Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die Wirkung der ersten Operation darin besteht, das Material in seiner ganzen Ausdehnung annähernd gleichmässig zu strecken, während die Wirkung der zweiten Operation darin besteht, die Lage jener Teile zu ändern, die zwischen den obersten mittleren Teilen der Rippen und den untersten mittleren Teilen der Vertiefungen liegen, wobei der Rippenabstand A B und die Rippentiefe A C (Fig. 1) im wesentlichen gleich bleiben und das Material keine wesentliche weitere Streckung erfährt.
11 h sind die Führungswalzen, welche gleichfalls von aussergewöhnlicher Länge und mit zwei Sätzen Nuten versehen sind, um die Rippen f (Fig. 1 und 2) aufzunehmen. Die Walze c trägt an jedem Ende einen aus demselben Stück wie sie hergestellten Ring i und die Enden der Walze d sind von kleinerem Durchmesser, damit die Ringe i das Rohr überlappen und derart hindern, dass seine Enden sich bewegen und mit den Endlagern in Berührung kommen. Anstatt der aus einem und demselben Stück hergestellten Ringe können auch auswechselbare Ringe an die Walzenenden befestigt werden (Fig. 6 und 7).
Hier sind dio Walzenenden mit Ringnuten k ausgestattet und jeder Ring i besteht aus zwei halbkreisförmigen Teilen mit Innenrippen 1, welche-in die Nuten passen, wobei ein ühr einen schmäler gemachten Teil des geteilten Ringes geschobener Ring m ersteren festhält. Die entgegengesetzten Innenkanten der Ringe sind abgerundet und ihre Flächen etwas abgeschrägt.
Mittels der dargestellten Walzvorrichtung kann ein Rohr mit tiefen steilwandigen Rippen und Tälern von den verlangten Umrissen in einer Hitze geformt werden, indem man zuerst zwischen den links gelegenen Endteilen der Walzen c und d und dann zwischen den rechtsseitigen walzt, wobei das Verschieben von dem einen Ende zum anderen dann bewerkstelligt wird, wenn die Walzen durch Senken der Walze d einander nicht berühren.
Eine flache oder gekrümmte Platte kann auf iihnliche Art gewalzt werden, wie ein Rohr.
Feuerbüchsen und Kesselrohre können auch durch mehr als zwei Operationen mit tiefen, steilwandigen Rippen und breiten Tälern versehen werden.
Bei der Herstellung von Feuerbüchsen'md Kesselrohren gem ! iss vorliegender Erfindung kann jede Walzoperation in einer besonderen Maschine vorgenommen weiden, um aber Zeit-und Wärmeverluste zu vermeiden, ist es vorteilhaft, zwei oder mehr Operationen in einer und derselben Vorrichtung vorzunehmen, wie dies beschrieben wurde.
Es hat sich als undurchführbar erwiesen, gewellte Dampfkessel-Feuerbüchson und Kesselrohro mit steilwandigen Wellen oder hohlen Verstärkungsrippen von entsprechender Tiefe zu walzen, um die erforderliche Stärke zu besitzen, die den in neuerer Zeit vorkommenden Dampfspannungen widersteht, weil, sobald man versucht, durch Walzen in der üblichen Weise eine Feuerbüchse mit steilwandigen Wellen von ungewöhnlich grosser Tiefe herzustellen, die Metalldicke stellenweise über Gebühr vermindert wird. Wahrscheinlich ist aus diesem Grunde die Tiefe der Wellen, von aussen nach innen gemessen, bisher nicht über etwa 5 bis 5'4 cm gegangen. Bei Anwendung des neuen Verfahrens ist die Tiefe der Wellen auf kein bestimmtes Mass beschränkt und. ps können viel tiefere Wellen erhalten werden.
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Austrian
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ERNEST GEARING IN PENSHURST, HARROGATE (COUNTY YORK, ENGLAND)
AND WILLIAM RAINFORTH IN UPPER ARMLEY, LEEDS (COUNTY YORK, ENGLAND).
Method and device for rolling deep, steep-walled ribs and wide ones
Valleys in plates or pipes.
The invention relates to the production of plates or pipes with deep, steep-walled ribs and wide valleys.
According to this invention, such beads or ribs are produced by subjecting a plate or a tube to two or more rolling, which causes the plate or the tube wall to assume a shape whose longitudinal section increasingly adapts to the desired final shape closer, the pressure being applied during successive operations in such a way that the cross-sectional shape of the plate or tube is gradually changed without undue stress or weakening of the metal.
The first operation forms deep and wide, but not steep-walled ribs and the following operation or operations practice or exert pressure in the normal direction to the top of the plate or to the tube axis mainly on the side walls of the ribs, so that the recesses between the ribs are made wider and the side walls of the ribs are made steep, without the metal noticeably being stretched even more and the spacing of the ribs or corrugations would be changed.
If fireboxes or boiler tubes are rolled according to the present invention, the rolls can be made extraordinarily long and provided with beads or ribs of different shapes on different parts so that the plate or tube can be subjected to two or more operations between the same rolls by moves it from one part to another. When rolling furrows into a pipe, reheating of the pipe and changing of the rollers during each operation can be avoided.
Whether each pair of the rollers used can carry out two or more operations or just one, they can be turned from the full to the shape which is suitable for producing the ribs of the required cross-sectional shape. The rollers are mounted and driven as in an ordinary rolling mill. In some cases, on a roller, the protruding rings may be able to move longitudinally with respect to the roller.
In order to avoid that the longitudinal movement of the tube or the plate during rolling exerts a final pressure on the roller bearings of the device used to form the beads or ribs and that they are consequently worn, one roller carries at the ends of its working part Rings. The latter can consist of one piece with the roller or be detachably attached to the roller so that they themselves or their parts that are subject to wear can be replaced.
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The edges of the rings can be rounded. The rings overlap the tube or the plates which are being rolled and thus prevent the ends of the same from moving.
Fig. 1 and 2 are sections through a plate or a pipe wall after the Vorbezw. the final rolling. FIGS. 3, 4 and 5 respectively show. in side view, plan and end view of a rolling mill to produce Kossel tubes according to the present invention. The devices for driving the rollers and other parts are well known and have therefore mostly been omitted from the figures.
Figures 6 and 7 show, in side and end views, one end of a roller to which a ring is removably attached. a, b are the bearing racks in which the rollers c and d are stored; the upper roll c is connected to the carriage e and can be withdrawn therewith to allow the tube to be inserted into and removed from the rolling device; the lower roller d lies in bearings which can be moved in a vertical direction and which are operated in a known manner with the aid of toggle levers.
Rollers c and d are of exceptional length and have two sets of corrugations or ribs; those at the left end of the rollers have such outlines that they produce deep and wide, but not steep-walled ribs f (Fig. 1), the intermediate valleys 9 having approximately the same curvature; those against the right-hand end of the roll are designed in such a way that, while the pipe is being rolled on this part of the roll, pressure is mainly exerted on the sides of the ribs f (Fig. 1), so that the side walls are steepened and caused that the ribs and the intermediate valleys assume the shape indicated in FIG. 2 at fund 9.
From Fig. 1 and 2 it can be seen that the effect of the first operation is to stretch the material in its entire extent approximately evenly, while the effect of the second operation is to change the position of those parts between the uppermost central parts of the ribs and the lowermost central parts of the depressions lie, the rib spacing AB and the rib depth AC (Fig. 1) remaining essentially the same and the material does not experience any significant further stretching.
11h are the guide rollers, which are also of exceptional length and are provided with two sets of grooves to accommodate the ribs f (Fig. 1 and 2). The roller c carries at each end a ring i made from the same piece as it and the ends of the roller d are of smaller diameter so that the rings i overlap the tube and prevent its ends from moving and contacting the end bearings . Instead of rings made from one and the same piece, replaceable rings can also be attached to the roll ends (FIGS. 6 and 7).
Here the roller ends are equipped with ring grooves k and each ring i consists of two semicircular parts with inner ribs 1 which fit into the grooves, with a ring pushed over a narrowed part of the divided ring holding the former in place. The opposite inner edges of the rings are rounded and their surfaces slightly beveled.
By means of the rolling device shown, a tube with deep, steep-walled ribs and valleys of the required outlines can be formed in a heat by rolling first between the left-hand end parts of the rolls c and d and then between the right-hand end parts, with the shifting from one end on the other hand is accomplished when the rollers do not touch each other by lowering the roller d.
A flat or curved plate can be rolled in a similar way to a pipe.
Fireboxes and boiler tubes can also be provided with deep, steep-walled ribs and wide valleys by more than two operations.
In the production of Feuerbüchsen'md boiler tubes according to! According to the present invention, each rolling operation can be carried out in a particular machine, but in order to avoid loss of time and heat it is advantageous to carry out two or more operations in one and the same apparatus, as has been described.
It has proven impracticable to roll corrugated steam boiler firebacks and boiler tubes with steep-walled waves or hollow reinforcing ribs of the appropriate depth in order to have the necessary strength to withstand the steam stresses that have recently occurred because, as soon as one tries, by rolling in the usual way to produce a firebox with steep-walled waves of unusually great depth, the metal thickness is reduced excessively in places. Probably for this reason the depth of the waves, measured from the outside in, has not yet gone over about 5 to 5'4 cm. When using the new method, the depth of the waves is not limited to any specific measure. ps much deeper waves can be obtained.