CN1214874C - 连续制造纵向缝焊接波形金属管的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续制造纵向缝焊接的波形金属管的方法，其中，从供带盘拉出的金属带成型为焊管坯，在其纵向边缘处焊接，以及，焊好的光管起波纹，其中，电动机驱动的抽出装置抓住光管以及光管借助于一位于可驱动旋转的波形轧机头内的波形轧制盘起波纹，其特征为：波形轧机头直接由空心轴电动机驱动；空心轴电动机的转子沿光管纵向可移动地装在空心轴电动机的定子内，测量此转子的移动距离，以及，根据该移动距离修正空心轴电动机的转速；或者，空心轴电动机装在一个可沿光管纵向移动的滑动座架上，测量此滑动座架的移动距离，以及，根据滑动座架的移动距离修正空心轴电动机的转速。

Description

连续制造纵向缝焊接波形金属管的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种连续制造纵向缝焊接波形金属管的方法和设备。
背景技术
由DE-A-1652990已知一种薄壁尤其纵向缝焊接的光管连续起波纹的装置，其中，从供带盘拉出的金属带成型为焊管坯，在其纵向边缘处焊接并输入一起波纹设备，在此设备中焊好的光管制成螺旋线状波纹。起波纹设备包括一外壳，其中与连续的光管同轴地安装一个可驱动的波纹轧机头。在波纹轧机头内偏心于光管和按螺旋螺距倾斜地安装一可自由旋转的波纹轧制环，在波纹轧机头旋转时轧制环在光管表面上滚轧并与此同时使光管的壁成型。
波纹轧机头的旋转驱动装置通过减速器与抽出装置连接，光管借助后者输送。波纹轧机头固定在空心轴上，空心轴外表面上支承一与齿轮传动装置的小齿轮啮合的齿轮。齿轮传动装置通过一个可无级调整的减速器与主驱动电动机连接，后者同时驱动抽出装置。
采用这种设备可以用连续的工作方式制造螺旋线或环状的波形金属管。
由于波纹轧机头和空心轴大的旋转质量，所以波纹轧机头的旋转速度并因而波形金属管的加工速度当然就比较低。
在DE-A-2049235中介绍了另一种起波纹设备。在这里也设一可驱动旋转的波纹轧机头，它与上面所说明的一样可通过空心轴、齿轮传动装置、可无级调整的减速器和电动机驱动。在波纹轧机头内装一起波纹工具，它有一个造成波纹的变形肋。变形肋有一种螺旋线状曲线走向，它的内部净宽度小于光管的外径。在起波纹过程中，变形肋仿佛旋紧到光管上并在管壁内形成螺旋线状波纹。这种起波纹技术主要应用于生产高频电缆。
因为在这种起波纹设备中采用相同的驱动装置，所以这种起波纹设备也有已描述的缺点。
发明内容
因此本发明的目的是对已知的起波纹方法和起波纹设备作下列改进，即，减小旋转的质量并由此提高波纹轧机头的旋转速度，从而能达到更高的生产速度。
此目的通过按本发明的方法和设备的以下特征达到。
连续制造纵向缝焊接的波形金属管的方法，其中，从供带盘拉出的金属带成型为焊管坯，在其纵向边缘处焊接，以及，焊好的光管起波纹，其中，电动机驱动的抽出装置抓住光管以及光管借助于一位于可驱动旋转的波形轧机头内的波形轧制盘起波纹，其特征为：波形轧机头直接由空心轴电动机驱动；空心轴电动机的转子沿光管纵向可移动地装在空心轴电动机的定子内，测量此转子的移动距离，以及，根据该移动距离修正空心轴电动机的转速；或者，空心轴电动机装在一个可沿光管纵向移动的滑动座架上，测量此滑动座架的移动距离，以及，根据滑动座架的移动距离修正空心轴电动机的转速。
连续制造纵向缝焊接的波形金属管的设备，包括金属带的供带盘、将此金属带成型为焊管坯的成型装置、焊接此焊管坯纵向缝的焊接设备、抓住焊好的金属管并借助于电动机驱动的抽出装置以及起波纹设备，后者有可驱动旋转的波形轧机头和位于波形轧机头内部的波形轧制盘，它在光管上成形波纹，其特征为：波形轧机头由空心轴电动机设计为管的转子驱动；转子可沿纵轴向移动地装在定子内；空心轴电动机装配在可沿纵向移动的滑动座架上。
本发明突出的优点在于，由于使用空心轴电动机，可将起波纹设备内旋转的机械零件数量减到最低程度。旋转零件的质量惯性矩减少为空心轴电动机空心轴或转子的质量惯性矩。其结果是提高了驱动系统的调整速度，从而导致提高波纹管的质量。尤其在波纹管用于高频传输时，例如作为波导管或作为同轴高频电缆的内导体和/或外导体，波纹有均匀的形状可以减小反射波峰值的高度以及降低反射波水平。
附图说明
下面借助在附图中示意表示的实施例进一步说明本发明。附图中：
图1为用于例如同轴高频电缆的生产流水线的侧视图；
图2为起波纹设备的剖视图；
图3示出起波纹设备的一种改型方案；和
图4为用于按本发明的起波纹方法的控制系统图。
具体实施方式
图1表示用于例如同轴高频电缆的生产流水线侧面。配有未在图中进一步表示的定距装置的内导体5(例如波形铜管)从备用盘3拉出。从供带盘7拉出例如铜的金属带11，通过清洗设备9输送后供入成型装置13，铜带11在成型装置13内成型为同心于内导体5带纵向缝的管。借助于焊接设备15，优选地借助于WIG焊接装置焊接此纵向缝。沿移动方向看，在焊接设备15的后面设一抽出装置17，它输送焊好的管23并因而输送内导体5和铜带11。抽出装置17包括一循环的链19，在链上按规定的间距安装一些夹钳21。在抽出装置外壳31内部设链轮33和35，循环链19围绕它们运行。链轮33借助于图中未表示的电动机驱动并带动链19和装在链上的夹钳21，链轮35则用作链张紧轮。
在抽出装置17的下游设起波纹设备25，它在焊好的管23的壁内成形环状或螺旋状波纹。借助于补偿器27可调整地将如此制成的高频电缆卷绕在电缆盘29上。在制成的高频电缆中，已制有波纹的管23构成外导体。
抽出装置17可参见DBP 11 64355。
图2表示起波纹设备。电动机的定子37固定在位置不变的外壳36内。电动机的转子38设计为空心轴(空心轴电动机)。转子38与空心轴39例如通过压配合或热压配合固定连接。空心轴39通过具有可纵向移动的内环的滚柱轴承，亦即轴承40和41，可旋转地支承在固定不动的外壳36内。
在空心轴39的一端通过法兰固定波纹轧机头42，从而使它通过空心轴39直接由空心轴电动机驱动。在波纹轧机头42内固定一波纹轧制盘43，它在光管45内造成波纹。为了支承光管45，直接在波纹轧制盘43前面设一波纹轧机套筒44，它的内径基本上等于光管45的外径。波纹轧制盘可有一环形亦即闭合的变形肋。在这种情况下，变形肋的内径大于光管45的外径，波纹轧制盘43可自由旋转和相对于光管的纵轴线倾斜以及相对于管子轴线偏心地布置。在波纹轧机头42旋转时，波纹轧制盘43在光管45表面滚轧，并由于偏心地定位因而制成螺旋线状延伸的波纹(见波纹管46)。
若应制造具有环形波纹的波纹管，则采用具有一条螺旋线状延伸的变形肋的波纹轧制盘43。
若采用具有螺旋线状延伸的变形肋的波纹轧制盘43以及变形肋的内部净宽度小于光管45的外径和此波纹轧制盘43既不倾斜又不偏心而且还不能自由旋转地装在波纹轧机头部42内，那么波纹轧制盘43仿佛旋紧到光管45上并与此同时制出螺旋线状波纹。在波谷处测量的此波形管的外径则基本上等于波纹轧制盘43的内部净宽度。
空心轴电动机的转速通过一个固定的但与所要生产的波形金属管尺寸有关的比例与用于抽出装置的电动机的转速耦合。光管45供入波纹轧机头42内的速度满足下式
            V＝n·s·c其中n是空心轴电动机的转速、s是波纹的螺距以及c是系数，它考虑每一环和单波的滚动数。螺距指的是两个波峰彼此的间距。空心轴电动机的转速借助于旋转变压器或增量传感器47测量。
若现在例如由于金属带硬度不同造成空心轴电动机的转速偏离预先规定的转速，则波纹轧机头42或处于压力下或处于拉力下工作。当处于压力下工作时，则与空心轴电动机的转速和螺距给定时相比将供入更多的光管45，也就是光管45朝波纹轧制盘43推移。在处于拉力下工作时则相反，波纹轧制盘43试图拉入更多的光管45。
预先给定数据的这种改变借助于测量敏感元件48测得。
测量敏感元件48可以是直线电位计、测力计或已知的配备应变片的弯曲元件。
测量值输入调整回路中并增加(在压力状态)或减小(在拉力状态)空心轴电动机的转速。
在按图3的实施例中，空心轴电动机装在一可沿纵向移动的滑动座架49上，它的移动距离借助于直线电位计测量，或测量其作用在测力计或弯曲元件上的轴向力。
借助图4可表示用于按本发明的起波纹方法的控制系统图。
由操纵台给定加工速度。对于直径、波纹深度、波纹螺距和带的材料可能不同的各种管型，给定在抽出装置的转速nA与波纹轧机的转速nWeller之间实验确定的比例iSoll。
在提高加工速度时，例如在设备起动时，转速nA倍增。
若波纹轧机头离开其无轴向力的中间位置，则由测量敏感元件48所测得的值相应地输入调整回路中并将一修正的比值iKorr加在给定的值iSoll上。
以此方式在偏离时可以非常快速地将波纹轧机转速修正到期望值。这种极快速的修正只有在空心轴电动机旋转质量极小的情况下才有可能实现。

Claims (11)

1.连续制造纵向缝焊接的波形金属管的方法，其中，从供带盘拉出的金属带成型为焊管坯，在其纵向边缘处焊接，以及，焊好的光管起波纹，其中，电动机驱动的抽出装置抓住光管以及光管借助于一位于可驱动旋转的波形轧机头内的波形轧制盘起波纹，其特征为：波形轧机头直接由空心轴电动机驱动；空心轴电动机的转子沿光管纵向可移动地装在空心轴电动机的定子内，测量此转子的移动距离，以及，根据该移动距离修正空心轴电动机的转速；或者，空心轴电动机装在一个可沿光管纵向移动的滑动座架上，测量此滑动座架的移动距离，以及，根据滑动座架的移动距离修正空心轴电动机的转速。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为：空心轴电动机的转速根据抽出装置电动机的转速调整。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为：转子或滑动座架的移动距离借助于一直线电位计测量。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征为：测量由于转子或滑动座架移动而作用在一基准点上的轴向力。
5.连续制造纵向缝焊接的波形金属管的设备，包括金属带的供带盘、将此金属带成型为焊管坯的成型装置、焊接此焊管坯纵向缝的焊接设备、抓住焊好的金属管并借助于电动机驱动的抽出装置以及起波纹设备，后者有可驱动旋转的波形轧机头和位于波形轧机头内部的波形轧制盘，它在光管上成形波纹，其特征为：波形轧机头由空心轴电动机设计为管的转子驱动；转子可沿纵轴向移动地装在定子内；空心轴电动机装配在可沿纵向移动的滑动座架上。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征为：波形轧机头通过法兰装在转子上。
7.按照权利要求5所述的设备，其特征为：转子沿纵轴向看比定子长。
8.按照权利要求5所述的设备，其特征为：空心轴电动机的转速可借助一旋转变压器或增量传感器检测。
9.按照权利要求5所述的设备，其特征为：空心轴电动机的转速限制为最大6000rpm。
10.按照权利要求5所述的设备，其特征为：转子或滑动座架的移动距离可借助于直线电位计测量。
11.按照权利要求5所述的设备，其特征为：作用在波形轧制盘上的力可借助于应变片或测力计测量，以及，记录测量值并输入空心轴电动机转速调整的调整回路中。
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