DE1123281B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung pressgeschweisster Rohre aus schraubenfoermig gewickeltem Band - Google Patents

Description

Die Herstellung preßgeschweißter Rohre stellt die Aufgabe, die auf Schweißhitze erwärmten Bandkanten gegeneinander zu pressen. Bei Rohren mit Längsnaht macht dies im allgemeinen keine besonderen Schwierigkeiten, weil das aus dem Band gebogene Rohr durch außen anliegende Rollen zusammengedrückt werden kann. Handelt es sich dagegen um Rohre aus schraubenförmig gewickeltem Band, dann bedarf es besonderer Vorkehrungen, um den Schweißdruck zu erzeugen.

Zu diesem Zweck ist unter anderem vorgeschlagen worden, ein Schrägwalzenpaar vorzusehen, das auf die einander gegenüberstehenden und bereits erhitzten Bandkanten durch radialen Druck einwirkt. Die Schweißung kommt dann dadurch zustande, daß das Material unter dem radialen Druck in axialer Richtung zum Fließen gebracht wird, was ohne Verminderung der Banddicke nicht möglich ist.

Diesen Nachteil vermeidet ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem das Band an beiden Kanten schräg abgewinkelt wird. Nach dem Wickeln auf Rohrform und Erhitzen der Kanten werden die abgewinkelten Ränder durch radial wirkende Rollen wieder in ihre ursprüngliche Form zurückgedrückt, wobei ein axial gerichteter Stauchdruck in der gleichen Weise entsteht wie beim Eindrücken eines Gewölbes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in Richtung der Rohrachse wirkenden, die zu verschweißenden Bandkanten gegeneinanderpressenden Druck ohne die bei dem vorgenannten Verfahren verwendeten, schräg abgewinkelten Ränder zu erzeugen und damit einerseits die dazu nötige besondere Zurichtung und andererseits die zur Rückformung der Ränder aufzuwendende Formänderungsarbeit zu sparen. Sie bedient sich dabei der bekannten Maßnahme zur Erzeugung von Stauchdruck beim fortlaufenden Stumpfnahtschweißen ebener Bänder oder Bleche, bei dem die zu verschweißenden Kanten in schräg gegeneinander geneigter Lage erwärmt und zur Verschweißung in die waagerechte Lage durchgedrückt werden.

Um diese bekannte Maßnahme beim Schweißen von Schraubennahtrohr anwenden zu können, sieht die Erfindung vor, daß sich die zu verschweißenden Kanten in bekannter Weise unter einem spitzen Winkel, d. h. unter Bildung eines Schweißdreiecks, nähern und das einlaufende Band — im Querschnitt gesehen — gegenüber einer Mantellinie des bereits geschweißten Rohrs schräg stehend geführt und an der freien Kante abgestützt ist, wobei sich diese Schräglage im Stauchbereich kontinuierlich bis auf Null verkleinert, indem der Radialabstand der freien Kante

Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung preßgeschweißter Rohre
aus schraubenförmig gewickeltem Band

Anmelder:
Hoesch Aktiengesellschaft, Dortmund

Werner Wennemann, Herbert Zimmermann

und Dipl.-Ing. Willy Schubert, Dortmund,

sind als Erfinder genannt worden

des zulaufenden Bandes von der Rohrachse beim Eintritt des Bandes in die Rohrführung des Rohrschweißwerkes ein Maximum aufweist und sich — in der Axialprojektion gesehen — einer Spirale folgend bis zum Ende des Stauchvorgangs bis auf den Radius des fertigen Rohres verkleinert.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung enthält zweckmäßig eine der Rohrführung vorgeschaltete, die erste Bandwindung teilweise umgebende Hülse, an deren Innenfläche das Band geführt wird, und deren der Rohrführung abgewendete Stirnkante spiralig verläuft. Dabei empfiehlt es sich, eine innerhalb der Hülse angeordnete Führung zur Stützung des Bandes von innen vorzusehen, die auch die Form von innerhalb der Hülse angeordneten Stützrollen haben kann. Ferner ist es zweckmäßig, der Rohrführung Leitrollen mit zur Rohrachse geneigter Drehachse vorzuschalten, und zwar insbesondere solche mit kegeligen Außenflächen. Damit das Band sich der spiralförmigen Hülse von vornherein in der richtigen Richtung nähert, empfiehlt es sich endlich, ein Einlaufgerüst mit Walzen vorzuschalten, deren Drehachsen gegen die Rohrachse geneigt sind.

Zur Abstützung des Bandes an seiner freien Kante können Backen oder Rollen vorgesehen sein. Zur Abstützung in der entgegengesetzten Richtung genügt im allgemeinen ohne zusätzliche Vorkehrungen bereits die Reibung in der Rohrführung des Schweißwerkes.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema des Verlaufs des Bandes,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Formung der ersten Bandwindung,

209 508/140

Fig. 3 eine Ansicht dieser Vorrichtung von der Seite mit einer Abwandlung,

Fig. 4 bis 6 je eine weitere Ausführungsform und

Fig. 7 eine Stirnansicht der Ausführung nach Fig. 6.

Das in die Form des Rohres 1 zu wickelnde Band 2 wird gemäß Fig. 1 so geführt, daß seine Fläche zu einer Mantellinie 3 des geschweißten Rohres schräg steht. Es ist an seiner freien Kante 4 abgestützt. Hierzu zeigt Fig. 1 schematisch eine einfache Stützrolle 5. Die Schräglage des Bandes verkleinert sich kontinuierlich bis auf Null, indem der Radialabstand α der freien Kante 4 von der Rohrachse beim Eintritt des Bandes in die — in Fig. 1 nicht gezeichnete — Rohrführung des Rohrschweißwerkes ein Maximum aufweist, und sich einer Spirale 6 folgend bis auf den Radius des fertigen Rohrs verkleinert. Diese Führung des Bandes hat zur Folge, daß die zunächst spiralig verlaufende Kante 4 und die geradlinig verlaufende entgegengesetzte Kante 7 der Stelle 8, wo sie erstmalig zusammentreffen, unter einem spitzen Winkel b zulaufen. Von dieser Stelle ab setzen beide Kanten ihren Weg auf einer einfachen Schraubenlinie 9 fort. Die Tatsache, daß sich die Bandkanten der Stelle 8 unter einem spitzen Winkel nähern, hat zur Folge, daß an dieser Stelle ein axial gerichteter Druck entsteht. Die Bandwindungen können infolge der Abstützung bei 5 einerseits und des Reibungswiderstandes in der Rohrführung des Schweißwerkes andererseits nicht in axialer Richtung ausweichen. Infolgedessen werden die Kanten, die in den benachbarten Randzonen 11 und 12 zuvor auf Schweißhitze erwärmt worden sind, im Bereich der Stelle 8 gegeneinandergepreßt und verschweißt.

In der Ausführung nach Fig. 2 und 3 besteht die Rohrführung aus einer Wickelhülse 13. Diese Hülse hat einen sowohl spiralig als auch schraubenförmig verlaufenden Fortsatz 14 entsprechend der aus Fig. 1 ersichtlichen Form des einlaufenden Bandes. An der Innenfläche diese Fortsatzes wird das Band geführt. Zur weiteren Führung ist eine Schale 15 vorgesehen, die auch den Träger der Stützrolle 5 bildet. Als Abwandlung hierfür zeigt Fig. 3 eine Stützbacke 16, der gegenüber eine weitere Backe 17 angeordnet ist. Das Band 2 wird der Rohrführung mittels eines Walzenpaares 18 zugeführt, dessen Achsen der Stellung des Bandes entsprechend geneigt angeordnet sind. Zur Führung des Bandes zwischen dem Walzenpaar 18 und dem Eintritt in den Hülsenfortsatz 14 dienen Führungsschienen 19. Zur Erhitzung der Bandkanten ist ein Induktor 20 vorgesehen. Die ganze Rohrführung ist auf ihrem Fundament 21 um einen Zapfen 22 schwenkbar.

Die Ausführungen nach Fig. 4 und 5 unterscheiden sich von derjenigen nach Fig. 2 und 3 im wesentlichen dadurch, daß die Führungsschale 15 durch Stützrollen ersetzt ist, von denen in Fig. 4 zwei Rollen 23 und in Fig. 5 drei Rollen 24 vorgesehen sind, die sich innen gegen eine Rolle 25 stützen. Als weitere Abwandlung zeigt Fig. 5 an Stelle des Induktors 20 einen Reihenbrenner 26.

In Fig. 6 und 7 endlich ist der Hülsenfortsatz 14 zum Teil durch kegelige Rollen 27 ersetzt, an denen die Außenfläche des Bandes 2 anliegt. Ihnen gegenüber steht eine an der Innenfläche des Bandes anliegende Stützrolle 28.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung preßgeschweißter Rohre aus schraubenförmig gewickeltem Band mit Zuführung des Bandes unter in Richtung der Rohrachse wirkenden, die zu verschweißenden Bandkanten gegeneinander preßendem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zu verschweißenden Kanten (4, 7) in bekannter Weise unter einem spitzen Winkel (b), d. h. unter Bildung eines Schweißdreiecks, nähern und das einlaufende Band (2) — im Querschnitt gesehen — gegenüber einer Mantellinie (3) des bereits geschweißten Rohrs (1) schräg stehend geführt und an der freien Kante (4) abgestützt ist, wobei sich diese Schräglage im Stauchbereich kontinuierlich bis auf Null verkleinert, indem der Radialabstand (a) der freien Kante (4) des zulaufenden Bandes (2) von der Rohrachse (X-X) beim Eintritt des Bandes (2) in die Rohrführung des Rohrschweißwerkes ein Maximum aufweist und sich — in der Axialprojektion gesehen — einer Spirale (6) folgend bis zum Ende des Stauchvorgangs bis auf den Radius des fertigen Rohrs (1) verkleinert.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Rohrführung (1) vorgeschaltete, die erste Bandwindung teilweise umgebende Hülse (13,14), an deren Innenfläche das Band (2) geführt ist, und deren der Rohrführung abgewendete Stirnkante spiralig verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Hülse (14) angeordnete Führung (15) zur Stützung des Bandes (2) von innen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch innerhalb der Hülse (14) angeordnete Stützrollen (23, 24) zur Stützung des Bandes (2) von innen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch der Rohrführung vorgeschaltete Leitrollen (27) mit zur Rohrachse (X-X) geneigter Drehachse, insbesondere solche mit kegeligen Außenflächen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch ein Einlaufgerüst mit Walzen (18), deren Drehachsen gegen die Rohrachse (X-X) geneigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch Backen (16) oder Rollen (5) als Mittel zur Stützung der freien Kante (4) des Bandes (2).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 881489, 58163, 57112,53 532, 51069;

Auszüge aus der deutschen Patentanmeldung S 141598 VIII c/21h;

britische Patentschriften Nr. 695 102, 478 566;

USA.-Patentschriften Nr. 2062 875, 1774 000.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 209 508/140 1.62