DE1083205B - Elektrisch nichtleitender Stuetzdorn in einem Rohrschweisswalzwerk - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beim Herstellen von dünnwandigen, geschweißten Rohren, insbesondere bei Verwendung von Nichteisenmetallen, z. B. Aluminium, ergeben sich häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Gleichmäßigkeit und Porositätsfreiheit der Schweißnaht, weil das Rohr an der Schweißstelle zusammenklappt. Dies führt mitunter dazu, daß Hunderte von Metern Rohr als Ausschuß anfallen. Auch kann es besonders bei dünnwandigen Rohren vorkommen, daß durch die Druckwalzen Einbeulungen herbeigeführt werden. Man führt daher axial verstellbare Dorne in die Rohre ein, die den von den Anpreßwalzen ausgehenden, radial wirkenden Kräften entgegenwirken. Damit diese Dorne nicht mit den als Schweißelektroden ausgebildeten Druckwalzen elektrisch zusammenwirken und deshalb die Nahtbildung ungleichmäßig erfolgt, müssen die Dorne aus einem Isolierstoff sein.

Gegenstand der Erfindung ist ein Dorn, der sich der im Bereich zwischen den Druckwalzen vorgeordneten Elektroden und Druckwalzen vollziehenden Querschnittsveränderung des sich aus dem Schlitzrohr in ein geschweißtes Nahtrohr umbildenden Rohrs voll angepaßt ist und somit nicht nur das Einbeulen verhindert, sondern auch der in dem genannten Bereich zwischen Elektroden und Druckwalzen auftretende Rohrverengung in der Gegend des Schlitzes voll Rechnung trägt.

Gemäß der Erfindung ist nämlich der Dorn so ausgebildet, daß er sich vom Elektrodenbereich bis in das von den Druckwalzen gebildete Kaliber hinein erstreckt und eine sich dem in diesem Bereich ändernden Rohrquerschnitt dadurch besonders gut angepaßte Form hat, daß er seitlich angeflächt ist und lediglich im Schlitzbereich des Rohrs entsprechend dem sich schließenden Schlitz bzw. der sich bildenden Naht konisch verjüngt ist.

Bei einem Rohr von 4" Durchmesser und einer Wandstärke von etwa 5 mm beträgt diese Konizität etwa 2°.

Zweckmäßig besteht der Dorn aus Holzfasern, die durch Phenolformaldehydharz gebunden sind. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Walzwerkes, insbesondere des Schweißbereichs,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Rohr an der Schweißstelle zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des gemäß der Erfindung eingesetzten Dorns und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht zur Darstellung der Vorgänge beim Fehlen des Dorns gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 die untere Druck-

Elektrisch nichtleitender Stützdorn
in einem Rohrs chweißwalzwerk

Anmelder:

The Etna Machine Company,
Perrysburg_r Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl„-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. September 1955

Veryl H. Sanner, Toledo, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

walze bezeichnet, oberhalb der ein Paar von oberen

^a5 Druckwalzen 11 auf gegeneinandergeneigten Achsen angeordnet ist. Sie stellen nur einen Teil der in dem Rohrwalzwerk insgesamt vorhandenen Walzen dar, wobei sowohl vor als auch hinter ihnen eine Vielzahl im Abstand angeordneter Walzensätze vorgesehen ist.

Das Rohr ist in der Zeichnung mit T bezeichnet und im linken Teil der Fig. 1 bzw. in Fig. 2 noch mit getrennten freien Kanten dargestellt. Beim Vorrücken des Rohres wird es im Bereich der Walzen 10 und 11 verschweißt, so daß der im rechten Teil der Fig. 1 sichtbare Rohrteil bereits verschweißt ist und damit die freien Kanten vereinigt sind.

Dem Rohr T wird durch ein Paar Elektroden 12, die über das vorrückende Rohr und in der Nachbarschaft der freien Enden gleiten, elektrischer Strom zugeführt. Als Stromquelle eignet sich insbesondere in bekannter Weise eine Hochfrequenzstromquelle mit Frequenzen im Bereich der Rundfunkfrequenzen, die beim Schweißen der Nähte von Nichteisenmetallen,

⁴·> beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Messing, ausgezeichnete Ergebnisse liefert, da der Widerstand gegen den Stromfluß kleiner ist und daher die Rohrkanten nicht so heiß wie beispielsweise bei Stahlrohren werden. Die Elektroden 12 sind stationär angeordnet; das Rohr T rückt kontinuierlich vor. Die Elektroden 12 sind, wie man insbesondere aus Fig. 4 erkennt, etwas vor der Stelle angeordnet, an der die Rohrkanten durch die Druckwalzen in Berührung gebracht werden, so daß zwischen den Elektroden und der Schweiß-

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stelle ein V-förmiger Spalt entsteht. Der Abstand zwischen Elektroden und Schweißstelle ändert sich bekanntlich mit der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres, dem zu verschweißenden Metall, der Wandstärke und anderer Faktoren, die im vorliegenden Fall jedoch nicht von Interesse sind, da sie keinen Teil der Erfindung bilden.

Koaxial zum Rohr erstreckt sich über einen wesentlichen Teil seiner Länge eine Stange 13, die an ihrem inneren oder rückwärtigen Ende an einem plattenförmigen Träger 14 befestigt ist, der nach oben zwischen den Rohrkanten vorsteht. Der bei 15 verschraubte Träger 14 ist im wesentlichen rechtwinklig zu der Stange 13 angeordnet. Oberhalb des Rohres T-befindet sich ein fester Träger 16, der an einem Teil des (nicht gezeichneten) Maschinenrahmens fixiert ist. Der Träger 16 weist einen Zylinder 17 auf, in dem der Kolben 18 in bekannter Weise in waagerechter Richtung verschiebbar ist. Die Schrauben 19 ve-r<binden den Kolben 18 mit dem nach oben vorstehenden plattenförmigen Träger 14. Am hinteren Ende des Kolbens 18 befindet sich ein Flansch 20, der sich über den Kolben erhebt und eine Einstellschraube 21 trägt, die an einen Ansatz 22 am Zylinder 17 eingeschraubt ist. Durch Verstellung der Schraube 21 kann die Stange 13 axial innerhalb des Rohres T bewegt werden. Die Stange 13 trägt an ihrem vorderen Ende in üblicher Weise eine (nicht gezeichnete) Entgratungsvorrichtung zum Entfernen der Innenseite des Schweißsaumes.

Innerhalb des Rohres und vor der Schweißstelle und der Stelle, an der die Druckwalzen 11 die Rohrkanten miteinander in Eingriff bringen, ist der Dorn 23 angeordnet, der zur Aufnahme der Stange 13 durchlöchert und mit der Stange durch einen Querstift 24 verbunden ist. Er weist seitliche Anflächungen auf und ist oben und unten der Krümmung des Rohres T entsprechend gerundet. Bei 23 α ist er konisch verjüngt; er paßt sich dort der Neigung des Rohres an, die durch den Quetschdruck der Walzen 11 entsteht, durch den die Rohrkanten miteinander in Berührung gebracht werden. Der Dorn 23 überbrückt den größten Teil des Abstandes zwischen den Elektroden und der Vereinigungsstelle der Rohrkanten. Er ist aus einem elektrisch nichleitenden Material, über das das Rohr T frei laufen kann und das die Reibung herabsetzt. Insbesondere eignen sich durch Phenolformaldehyharz gebundene Holzfasern als Material für den Dorn.

Die Axialeinstellung der Stange 13 erfolgt derart, daß sich der durch die Rohrkanten an der Berührungsstelle gebildete Winkel verändern läßt. Dieser Winkel läßt sich durch Vorschieben des Doms vergrößern; er verkleinert sich beim Rüokwärtsbewegen des Doms 23 nach links (Fig. 1).

Durch die Verwendung des Dorns 23 läßt sich bekanntlich ein radialer Druck gegen das Rohr an der Schweißstelle ausüben, ohne daß das Rohr eingebeult wird. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Rohr von etwa 4" Durchmesser und einer Wandstärke von 1,5 mm ein Winkel von 2° für die obere Fläche 23 α des Dorns erreicht. Selbstverständlich schwankt der Winkel mit der Rohrgröße. Eine wichtige Aufgabe des Dorns besteht somit darin, den Winkel des Rohrkantenlaufs kurz vor dem Schweißvorgang auf dem richtigen Wert zu halten. Wird der richtige Winkel nicht beibehalten, dann ergeben sich poröse Schweißnähte wegen der in der Nähe der Druckstelle erzeugten schwankenden Wärmeeinwirkung.

Man erkennt in Fig. 4, daß zwischen den Elektroden 12 und der Druckstelle χ die freien Kanten des Rohres T völlig geradlinig verlaufen, wie es durch die Linien y angedeutet ist. Fig. 5 zeigt den Vorgang bei NichtVerwendung des Dorns 23. In diesem Falle ergibt sich eine Krümmung der Linie zwischen den Elektroden 12 und der Druckstelle x, wie es durch die gekrümmten Linien ζ angedeutet ist. Da der Strom von den Elektroden längs dieser Linien zu der Druckstelle verlaufen muß, um den Kreis zu schließen, führen die gekrümmten Linien s zu einem schwankenden Wärmeeinfluß an der Druckstelle x. Dieser Wärmeeinfluß ist nachteilig und führt zu fehlerhaften, im allgemeinen porösen Schweißstellen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1 Elektrisch nichleitender Stützdorn in einem Rohrschweißwalzwerk, in dem das aus dünnwandigem Band gefaltete Rohr mit obenliegendem Schlitz durch einen Satz schräg von oben und von unten auf das Rohr einwirkender Druckwalzen widerstandsverschweißt wird, denen ein Paar beiderseits des noch klaffenden Schlitzes angreifende Elektroden vorgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sich vom Elektrodenbereich bis etwa in das von den Druckwalzen (10, 11) gebildete Kaliber erstreckende sowie axial einstellbare Dorn (23) eine dem Schlitzrohrquerschnitt im Elektrodenbereich angepaßte Querschnittsform hat, beiderseits seitlich angeflächt ist und lediglich auf seiner oberen Seite im Bereich des sich schließenden Schlitzes in Annäherung an die Querschnittsform des fertigen Rohrs konisch verjüngt ist.
2. 2. Rohrwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der abgeschrägten Dornfläche gegen die Dornachse etwa 2° für ein Rohr von 4" Durchmesser und eine Wandstärke von etwa 1,5 mm beträgt.
3. 3. Rohrwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn aus durch Phenolformaldehydharz gebundenen Holzfasern besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 916 254;

   deutsche Patentanmeldung St2436Ib/7b bekanntgemacht am 7. 1. 1954);

   französische Patentschrift Nr. 1 039 634;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 613 303, 2 563 214,
   010 155, 1 948 801, 1 812 409.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 530/207 6.60