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Maschine zur Herstellung von Rohren aus schraubenförmig gewundenem Stahlband durch Lichtbogenschweissung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Herstellung von Rohren aus schraubenförmig gewundenem Stahlband durch Lichtbogenschweissung, bestehend aus einer Hülse, an deren Innenfläche die erste
Schraubenwindung des Bandes geformt wird, einem Schweisskopf, der nahe der Stelle angeordnet ist, wo die miteinander zu verschweissenden Bandkanten erstmalig zusammentreffen, und Mitteln zur Stützung des
Bandes von aussen und von innen im Bereich der Schweissstelle und beiderseits dieser Stelle. Bei derartiger Maschinen bildet die Hülse wegen ihrer Einfachheit ein besonders zweckmässiges Mittel zur Formung des Bandes, da sie im Gegensatz zu andern bekannten Mitteln, beispielsweise Rollensystemen oder Wickeldornen, keinerlei bewegliche Teile erfordert.
Sie hat aber den Mangel, dass sie das Band zwar in radialer Richtung festlegt, nicht aber in axialer Richtung. Daher ist es schwer zu verhindern, dass das werdende Rohr in Richtung seiner Achse in gewissen Grenzen hin-und herwandert. Bei Anwendung von Widerstandsschweissung wäre dies unschädlich, nicht aber bei Lichtbogenschweissung, die einen Schweissspalt konstanter Breite erfordert, dessen Mitte sich unterhalb des Schweisskopfes befinden muss.
Die bekannten Mittel zur Stützung des Bandes von aussen und von innen im Bereich der Schweissstelle und beiderseits dieser Stelle reichen nicht aus, um axiale Verschiebungen des werdenden Rohres in der Hülse und damit Verlagerungen des Schweissspaltes und Änderungen der Schweissspaltbreite auszuschlie- ssen. Dies gilt auch von einer bekannten Vorrichtung, bei der in der Nähe der Schweissstelle ein Steg durch den Schweissspalt ragt. der innen und aussen mit je zwei Rollen versehen ist. Diese Rollen, deren Abstand unveränderlich ist, können nur als Stutzen inradialer Richtung dienen. Der Steg verhindert zwar, dass der Schweissspalt sich unzulässig verengt, kann aber eine Erweiterung nicht hindern.
Gemäss der Erfindung bestehen die Mittel zur Stützung des Bandes aus der Hülse, einem ersten beiderseits der Schweissstelle innerhalb des werdenden Rohres an in der Naht zusammentreffenden benachbarten Windungsrändern angreifenden Rollenpaar und einem zweiten beiderseits der Schweissstelle ausserhalb des werdenden Rohres ebenfalls an in der Naht zusammentreffenden benachbarten Windungsrändern angreifenden Rollenpaar, wobei die vom Eintrittsende der Hülse weiter entfernt liegenden Rollen beider Paare radial gegen das Band anpressbar sind. Dadurch erhält das Band in der Umgebung der Schweissstelle eine Stutzung, die auch axiale Verlagerungen wirksam verhindert. Das wiederum bedeutet eine Verbesserung der Giite der Schweissung, weil der Schweissspalt sich nicht gegen den Schweisskopf verlagert.
Zugleich werden unzulässig hohe Beanspruchungen in der gerade gelegten Schweissnaht, wie sie durch axiale Verlagerungen des werdenden Rohres entstehen, ausgeschlossen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Achsen der vom Eintrittsende der Hülse weiter entfernt liegenden und anpressbaren Rollen beider Paare gegen die Schweissnaht so geneigt, dass die Erzeugenden ihrer Mantelflächen an der Berührungsstelle mit dem Band bzw. Rohr zur Tangente an die Schweissnaht senkrecht stehen. Eine derartige Anordnung ist beim Widerstandsschweissen von Schraubennahtrohren für die zur Stromzuführung dienenden Elektrodenrollen an sich bekannt.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht einer Schweissmaschine mit den Merkmalen der Erfindung von der Seite, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht in
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findet von innen an der schon genannten Stelle statt. Der Schweisskopf für die zweite Schweissung ist gegen den ersten Schweisskopf um eine halbe Schraubenwindung längs der Schweissnaht versetzt. Die Erfindung ist aber auch bei Schweissmaschinen mit nur einem Schweisskopf anwendbar, der entweder von aussen oder von innen arbeitet, ebenso wie bei Maschinen mit zwei Schweissköpfen, bei denen der erste von aussen und der zweite von innen arbeitet.
Bei der gezeichneten Maschine isteine Wickelhülse Idurchschwere, steife Vertikalplatten 2 mit einer
Grundplatte 3 verbunden. Dieser Aufbau stellt sicher, dass die Wickelhülse sich unter den an ihr angreifen- den Kräften nicht verformt. Die zylindrische Wandung der Hülse 1 ist teilweise fortgeschnitten, u. zw. im wesentlichen an den Stellen, wo das Stahlband 4, seiner Schraubenfbrm entsprechend, mit ihr ohnehin nicht in Berührung kommen würde.
Das Stahlband 4, aus dem das Rohr hergestellt werden soll, tritt gemäss Fig. 3 in die Hülse tangential ein. An der Innenfläche der Hülse wird dann das Band gebogen und tritt als Rohr 7 an der linken Hülsenöff- nung 8 aus. Es sei erwähnt, dass das Band 4 nicht dicht an der Innenfläche der Hülse anliegt. An dieser In- nenfläche sind nämlich schraubenförmig verlaufende, nach innen vorspringende Leisten oder Schienen aus- gebildet, die den Zweck haben, die Reibung zwischen Hülse und Band zu vermindern. Zur Führung und
Stützung des Bandes dient ein System von Leitrollen. Dieses System besteht aus einer äusseren Rolle 11. die aussen am Band nahe dem Eintritt in die Hülse anliegt, und aus einer inneren Rolle 12, die das Band von innen in geringem Abstand von der Leitrolle 4 berührt.
Eine erste Verschweissung der Bandkanten geschieht an der in Fig. l mit 25 bezeichneten Stelle, näm- lichinder Nähe desPunktes, wodieinFig. lrechtsliegende Bandkante, vomEintritt in die Hülse aus gerech- net, auf eine volle Schraubenwindung gebogen worden ist. Das Schweissen geschieht durch Lichtbogen mittels eines Schweisskopfs 27, dessen Halterung weiter unten beschrieben wird.
Durch einen ausserhalb des Rohres 7 angeordneten Schweisskopf 47 wird das Rohr zusätzlich von aussen verschweisst. Der Schweisskopf 47 ist, gerechnet entlang der Schweissnaht W. gegen den Schweisskopf 27 um eine halbe Schraubenwindung versetzt. Er ist auf einem allgemein mit 48 bezeichneten Kreuzsupport ge- lagert, der auf einer Brücke 49'befestigt ist und eine Einstellung des Schweisskopfes nach den drei Achsen eines räumlichen Koordinatensystems gestattet. Die Brücke 49 ist durch Lenker 50 schwenkbar auf Augen
51 gelagert, die aussen auf der Hülse 1 befestigt sind. Eine Zugfeder 52 sucht die Brücke 49 nach links zu schwenken. An einem gekröpften Arm 53 trägt die Brücke 49 eine Rolle 54, die ähnlich wie die Rolle 30 an der rechten Kante des Bandes 4 anliegt. Die Feder 52 hält die Anlage aufrecht.
Um dem Band in unmittelbarer Umgebung der Schweissstelle 25 eine sichere Stützung'und Führung zu geben, sind die Achsen, auf denen die Leitrollen 11 und 12 laufen, verlängert und tragen Rollen 35 und
36 rechts der Schweissstelle 25. Links von ihr sind drei Rollen 75, 76 und 77 angeordnet, von denen die Rolle 75 im Innern des Rohres liegt, während sich die Rollen 76 und 77 ausserhalb davon befinden. Die innere Rolle 75 ist an einer radial zur Rohrachse verlaufenden Strebe 78 gelagert, welche einstellbar an einem Arm 79 befestigt ist. Dieser Arm ist auf einem Zapfen 80 drehbar, der in einer Gabel 81 gelagert ist. Die Gabel 81 ist ihrerseits an einer gekrümmten Rippe 82 angeschweisst, die durch einen Steg 83 mit der Hülse 1 verbunden ist.
Ein aus einem Zylinder 84 und einem Kolben 85 bestehender, durch eine Leitung 86 an eine nicht gezeichnete hydraulische Druckwelle angeschlossener Krafterzeuger ist zwischen dem Mittelstück 87 der Gabel 81 und einer am Arm 79 sitzenden Strebe 88 wirksam. Der Krafterzeuger 84, 85 sucht den Arm 79 um den Zapfen 80 in Fig. l links herum zu drehen, presst also die Rolle 75 gegen das Band 4.
Die Strebe 78 ist am Arm 79 um ihre Längsachse einstellbar befestigt. Hiezu ist am Arm 79 eine Büchse 89 ausgebildet, in die ein das obere Ende der Stütze 78 bildender Zapfen 90 gesteckt wird. Die Büchse 89 hat zwei Langlöcher 91, durch die von gegenüberliegenden Seiten Schraubenbolzen 92 in eine mit Gewinde versehene Querbohrung des Zapfens 90 geschraubt werden können. Nach dem Anziehen der Bolzen 92 ist die Strebe 78 zum Arm 79 festgelegt.
Die Rolle 76 ist in einer Gabel 93 gelagert, die mit einem Gewindezapfen 94 in einem Bock 95 in der Höhe und im Winkel einstellbar gelagert ist und in der gewählten Lage durch Muttern 96 und 97 fest- gelegt weiden kann. Gleichartige Mittel dienen zur Lagerung der Rolle 77. Der Bock 95 ist auf einer Grundplatte 98 verstellbar befestigt. Hiezu dienen Spannbolzen 99, die durch schrägverlaufende Schlitze 100 ragen.
Durch die beschriebenen Mittel zur Einstellung und Festlegung können die Stützrolle 75 und die Gegenrollen 76 und 77 der jeweiligen Steigung der Schraubenwindung angepasst werden. Geometrisch ausgedrückt stehen dann die Erzeugenden der Mantelflächen der drei Rollen an der Berührungsstelle mit dem Band 4 senkrecht zur Tangente an die Schweissnaht W.
Der in Fig. l nur schematisch gezeichnete Schweisskopf 27 wird voneinem Arm 101 getragen, der unten
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an einem Schlitten 102 befestigt ist. Der Schlitten ist in einem Schlitz 103 parallel zur Achse des Rohres
7 geführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zur Herstellung von Rohren aus schraubenförmig gewundenem Stahlband durch Lichtbogenschweissung, bestehend aus einer Hülse, an deren Innenfläche die erste Schraubenwindung des Bandes geformt wird, einem Schweisskopf, der nahe der Stelle angeordnet ist, wo die miteinander zu verschwei- ssenden Bandkanten erstmalig zusammentreffen, und Mitteln zur Stützung des Bandes von aussen und von innen im Bereich der Schweissstelle und beiderseits dieser Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Stützung des Bandes aus der Hülse (1), einem ersten beiderseits der Schweissstelle innerhalb des werdenden Rohres an in der Naht zusammentreffenden benachbarten Windungsrändern angreifenden Rollenpaar (36, 75)
und einem zweiten beiderseits der Schweissstelle ausserhalb des werdenden Rohres ebenfalls an in der Naht zusammentreffenden benachbarten Windungsrändern angreifenden Rollenpaar (35, 76) bestehen und dass die vom Eintrittsende der Hülse weiter entfernt liegenden Rollen beider Paare radial gegen das Band anpressbar sind.