DE1142820B - Einrichtung zum Herstellen geschweisster Rohre mit Laengsnaht, insbesondere unter induktiver Bandkantenerwaermung - Google Patents

Description

Bei dem bekannten Fretz-Moon-Verfahren wird das Band im Durchlaufofen hocherhitzt, nach Anblasen der Bandkanten in Formwalzen vorgeformt und in Schweißwalzen zum Rohr geschlossen. Das Kaliber der Schweißwalzen ist so gewählt, daß auf die Kanten des Bandes der für das Verschweißen erforderliche Schweißdruck ausgeübt wird. Eine gewisse Reduktion des Rohrumfanges gegenüber der Bandseite ist möglich.

Es ist bekannt, ein Schweißhorn unmittelbar vor den Schweißwalzen anzuordnen, das die Streifenkanten führt, eine genaue Lage der Schweißnaht in den Schweißwalzen gewährleistet und zur Erhöhung der Kantentemperatur mittels einer oder mehrerer Blasdüsen Preßluft, ein Preßluftsauerstoff gemisch oder reinen Sauerstoff auf die Bandkanten bläst. Durch das Anblasen wird eine Erhöhung der Bandkantentemperatur erzielt, die beim Überschreiten der Schlackenschmelztemperatur von rund 1370° C zu einer Verflüssigung der Schlacke führt. Die verflüssigte Schlacke wird durch den Schweißdruck auf die Streifenkanten aus der Schweißnaht herausgepreßt, so daß eine einwandfreie Schweißung erzielt wird.

Die für das Fretz-Moon-Schweißen in der Regel verwendeten warmgewalzten Bänder weichen vielfach von der Geraden ab und werden dann in der Praxis als »säbelkrumm« bezeichnet. Durch die säbelkrumme Form entsteht vor und innerhalb des Schweißwalzwerkes, das die Form- und Schweißwalzen umfaßt, ein mehr oder weniger starkes Schwärmen. Hierdurch laufen die Kanten des Bandes an dem feststehenden Schweißhorn verschieden stark an. Deformierung der Schweißkanten und Einfallen der Rohre in oder unmittelbar neben der Naht können die Folge sein.

Dieses unter anderem durch Säbelung bedingte Schwärmen des Bandes kann durch eine an dessen Kanten angreifende Tasteinrichtung bzw. eine von dieser gesteuerte relative Querverschiebung zwischen der Bandzulaufrichtung und der Achse des Form- und Schweißwalzwerks kompensiert werden.

Man kann, wie dies bei Einrichtungen zum Herstellen von Kabeln, Kabelhüllen oder Schläuchen aus Metallbändern geschieht, die Bandbewegung gegenüber der Verformungseinrichtung dadurch kompensieren, daß die Bandführungsrollen von einem Abtastmechanismus in oder entgegen der Bandrichtung geneigt werden, bis sich das Band wieder in die Mittellage schiebt. Hierbei wie bei einer Anzahl ähnlicher Einrichtungen, bei denen beispielsweise eine Transportwalze zur Zentrierung des Bandes zweigeteilt und mit geneigter Achse angeordnet ist oder Einrichtung zum Herstellen

geschweißter Rohre mit Längsnaht,

insbesondere unter induktiver

Bandkantenerwärmung

Anmelder:

Phoenix-Rheinrohr Aktiengesellschaft

Vereinigte Hütten- und Röhrenwerke,

Düsseldorf, August-Thyssen-Str. 1

Dr.-lng. Erich Hörmann, Düsseldorf-Eller,
ist als Erfinder genannt worden

bei der eine den Bandvorrat tragende Rolle pneumatisch oder hydraulisch querverschiebbar ist, muß man mit mindestens teilweiser Umschlingung arbeiten. Es sind auch Einrichtungen zur Bandführung bekannt, die mit in der Ebene durchlaufendem Band arbeiten. Hierbei greifen rechts und links an der Bandkante Rollenpaare an, die eine Querverstellung des Bandes bewirken, und zwar entweder durch Zug oder durch Schub unter Verbindung beider Walzenpaare. Schließlich ist auch eine Querverschiebung des in der Ebene durchlaufenden Bandes durch seitliche Rollen mit zur Bandebene normalen Achsen bekanntgeworden. Weiterhin ist es bekannt, ein Band zwischen Druckrollen dadurch zu steuern, daß der Druck zwischen den Walzen auf der Seite des Ausweichens erhöht und dadurch das Band zurückgetrieben wird.

Für das Herstellen von Nahtrohren kann nun wegen der Erwärmung der Bandkante dort nicht mechanischer Einfluß genommen werden, so daß die Kanten berührende Rollen, sei es zum Abtasten, sei es zur Mittenstellung, nicht verwendet werden können.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, das geschilderte Einfallen des Rohres, verursacht durch das Schwärmen des Bandes, insbesondere am Schweißhorn zu vermeiden. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das die Formund Schweißwalzen tragende Gerüst querverschiebbar und der Antrieb zum Querverschieben durch die Tasteinrichtung steuerbar ist.

305 507/129

Die Erfindung ermöglicht es, auch kurzweiliges Schwärmen des Bandes zu kompensieren, weil die erfindungsgemäße Einrichtung wesentlich weniger träge arbeitet als die Kompensationseinrichtungen, die auf den Bandablauf Einfluß nehmen. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, Umleitrollen vorzusehen, bei denen eine Band-, insbesondere Bandkantenerwärmung erst nach Verlassen dieser Rollen durchgeführt werden kann. Endlich fördert die Erfindung die induktive Bandkantenerwärmung auf dem Gerüst, die sehr genau gezielt sein muß.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind in bekannter Weise die auf das durch Zugwirkung transportierte Band einwirkenden Form- und Schweißwalzen des Gerüstes frei laufend und in bekannter Weise mit vertikaler Achse angeordnet. Das Band wird also, wie bei Nahtrohrwerken mit frei laufenden Walzen üblich, durch das Gerüst hindurchgezogen. Die frei laufende Walzenausbildung führt zu einer wesentlichen Gewichts- und Aufwandserspar- ao nis, was im Hinblick auf das Gerüst von Bedeutung ist, weil dieses nach der Lehre der Erfindung querverschoben wird.

Mit Vorteil befindet sich die Tasteinrichtung unmittelbar vor dem Gerüst und stellt unter beispielsweise optischer Abtastung entweder einer oder beider Kanten Fluchtabweichungen des Bandes von der Sollrichtung fest, wobei entsprechende Steuerimpulse über einen Verstärker auf den Antrieb, beispielsweise eine hydraulische Antriebsvorrichtung des Gerüstes steuernd einwirken. Die optische Abtastung kann z. B. mittels einer fotoelektrischen Einrichtung erfolgen. Durch die Anordnung der Tasteinrichtung unmittelbar vor dem Gerüst wird eine Erhöhung an Genauigkeit erreicht.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das während des Betriebes ausschwenk- und in seiner Mittellage einstellbare Schweißhorn fest, aber einstellbar mit dem Gerüst verbunden. Hierdurch wird ein ungleichmäßiges Anlaufen der Bandkanten am Schweißhorn vermieden.

Wird eine Bandkante abgetastet und das Schweißwalzengerüst nach dem so gewonnenen Regelwert senkrecht zur Band- oder Rohrachse verschoben, so wird das Schweißwalzgerüst genau allen Bewegungen des Bandes folgen. Es können hier möglicherweise durch geringfügige Abweichungen der Streifenbreite infolge der Warmwalztoleranzen, die in der Größenordnung von +1 bis ±1,5 mm liegen, noch geringfügige Abweichungen von der Bandmitte eintreten. Diese Abweichungen können aber vernachlässigt werden gegenüber den bisher durch das Schwärmen auftretenden Abweichungen, die in einer Größenordnung von ± 20 und ± 30 mm lagen. Werden — wie in der Bandführungstechnik bekannt — beide Bandkanten abgetastet, so wird auch der Unterschied in der Bandbreite noch berücksichtigt Es wird dann die Mittelachse des Röhrenstreifens, die sich aus dem entsprechend den Änderungen der Streifenbreite schwankenden Abstand der Tastköpfe ergibt, in bekannter Weise als Steuergröße auf die Regeleinrichtung übertragen.

Zum Stand der Technik ist hier zu bemerken, daß man zum Herstellen kantengenau gewickelter Bunde mitunter auch die Haspeleinrichtung entsprechend dem Schwärmen des säbelkrummen Bandes durch Bandkantenabtastung in Querrichtung einsteuert. Die Erfindung macht mithin beim Herstellen von Langnahtrohren von einem seit langer Zeit beim Aufwickeln von Band bekannten Gedanken Gebrauch, wobei allerdings die Zielsetzung hier eine andere, nämlich die ist, eine gerade sowie einwandfrei geschweißte Naht und eine exakte Zentrierung der Einrichtung zum induktiven Erwärmen der Bandkanten gegenüber dem Band zu erreichen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Stirnansicht,

Fig. 2 einen gleichfalls schematischen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV - IV durch Fig. 3,

Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit eingebautem Heizinduktor in Stirnansicht,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI durch Fig. 5.

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit gesondert verschieblichen Schweißwaizen. wobei die Schweißnaht im Gegensatz zu den in den übrigen Zeichnungen dargestellten Anordnungen oben liegt,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Das Band 1. das in dem üblichen FM-Ofen auf Verformungstemperatur erwärmt ist, wird in den Formwalzen 2 und 2' vorgeformt und in den Schweißwalzen 3 und 3' zum Schlitzrohr 4 gebogen. Die Kalibrierung der Schweißwalzen 3 und 3' ist so ausgebildet, daß in bekannter Weise eine gewisse Reduktion des Rohrumfanges gegenüber der ursprünglichen Bandbreite eintritt und damit ein Schweißdruck auf die Kanten des Schlitzrohres ausgeübt wird. Die beiden Walzenpaare 2 und 2' und 3 und 3' sind als Vertilkalwalzen angeordnet und besitzen keinen Antrieb. Sie sind in dem Walzgerüst 5 gelagert. Das Walzgerüst 5 ist auf dem Untergestell 6 beispielsweise in Führungen 7 und 7' (Fig. 4) des Untergestelles 6 senkrecht zur Achsrichtung des Rohres beweglich ausgebildet. Der hydraulische Zylinder 8 überträgt die Stellkraft über einen mit einem Gestänge 9 verbundenen Kolben 10 auf das Walzgerüst 5. Die Speisung des Zylinders 8 erfolgt über einen Tauchspulenregler 11. Der Tauchspulenregler erhält ein Stellkommando über den Linsenträger 12 und den Meßkopf 13. Der Linsenträger 12 ist unmittelbar vor dem Walzgerüst 5 angeordnet und fest mit diesem verbunden. Er visiert eine der beiden Kanten 14 des Röhrenbandes 1 an.

Die fotoelektrische Abtasteinrichtung regelt die gesamte Anlage derart, daß der eingestellte Meßpunkt des Linsenträgers praktisch verzögerungsfrei zusammen mit dem Walzwerk der schwärmenden Streifenkante folgt.

Eine zweite Meßeinrichtung, bestehend aus dem Linsenträger 12' und dem Meßkopf 13', kann beispielweise auf der anderen Kantenseite 14' angeordnet sein, wie in Fig. 2 und 4 strichpunktiert dargestellt. Durch eine Verbindung der beiden Meßköpfe 13 und 13' wird die Mittellage der Meßeinrichtung, die nunmehr der Mittelachse des schwärmenden Röhrenstreifens folgt, als Stellwert zur Einhaltung der Mittigkeit des Bandes mit dem Walzgerüst benutzt.

Zur Führung der Schlitzkanten kurz vor dem Zusammenlauf in dem Schweißwalzenpaar 3 und 3' ist ein Schweißhorn 15 angeordnet. Über einem Arm

16 ist das Schweißhorn 15 in der Haltervorrichtung

17 ausschwenkbar angebracht. Die Halterung 17 ist außerdem sowohl in Achsrichtung als auch senkrecht zur Achsrichtung einstellbar; hierdurch kann die genaue Lage und mittige Ausrichtung des Schweißhornes justiert werden. Während des Betriebes ist es möglich, das Schweißhorn 15 durch die Schwenkvorrichtung 17 abzuschwenken und wieder einzufahren. Die Schwenkvorrichtung 17 des Schweißhornes ist fest mit dem Schweißgerüst 5 verbunden. Die einmal eingestellte mittige Lage des Schweißhornes wird also während des Betriebs eingehalten.

Die beschriebene Einrichtung kann bei der normalen Herstellung von feuergeschweißten Rohren nach dem Fretz-Moon-Verfahren vorteilhaft verwendet werden und gewährleistet, daß das schwärmende Band nicht zu einseitigen Verformungen am Schweißhorn Veranlassung gibt.

Mit der gleichen Einrichtung ist es jedoch auch möglich, den Röhrenstreifen, der im Durchlaufofen auf nur etwa 900 oder 1000° C erwärmt ist und dessen Seitenkanten mittels bekannter induktiver Bandkantenerwärmung auf Schweißtemperatur örtlich erhitzt worden sind, zum Schlitzrohr zu formen und zu schweißen.

Auf Grund der genauen Führung ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, zwischen das Formwalzenpaar 2 und 2' und das Schweißwalzenpaar 3 und 3', wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, einen Heizinduktor 18 einzubauen, dessen Heizleiteräste 19 und 19' entlang den sich schließenden Streifenkanten angeordnet sind. Die Stromzuführungen 20 und 20' sind zwischen den Lagerungen 21 und 21' der Walzenpaare 2, 2' und 3, 3' untergebracht und führen zu dem Hochfrequenztrafo 22, der entweder über dem Walzgerüst 5 oder zwischen den Seitenwagen des Walzgerüstes 5 untergebracht ist.

In Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zeichnerisch wiedergegeben, wobei das gemeinsame Walzengerüst 5 zur Erhöhung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Hierbei kommt beispielsweise die Schweißnaht oben zu liegen. Die Formwalzen 2 und 2' sind — was keinen Teil der Erfindung bildet — in Lagerböcken 23 und 23' ohne Verstellmöglichkeit für den Abstand der Formwalzenachsen gelagert, während die Schweißwalzen 3 und 3' durch Lagerung in Exenterbüchsen 24 und 24' in den Gehäusen 25 und 25' in ihrem Abstand verändert werden können. Hierdurch ist es möglich, eine größere Reduktion und damit einen höheren Schweißdruck auf die Schweißkanten auszuüben. Das Schweißhorn 26 führt von oben die Kanten des Schlitzrohres und ist schwenkbar angeordnet, so daß es während des Betriebs in den Schlitz eingeführt und herausgehoben werden kann: außerdem ist das Schweißhorn in Achsrichtung verstellbar, so daß es genau mittig einjustiert werden kann.

Bei einer induktiven Erwärmung der Schweißkanten vor den Schweißwalzen ist der Heizinduktor 27 mit seinen Heizleiterästen 28 und 28', die oben zu liegen kommen, mit Anschlüssen 29, 29' zum Hochfrequenztransformator 30 versehen, der im rückwärtigen Teil unter den Ständern des Walzgerüstes zu liegen kommt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Herstellen geschweißter Rohre mit Längsnaht, insbesondere unter induktiver Bandkantenerwärmung im Bereich des Formschweißgerüstes, bei der das unter anderem durch Säbelung bedingte Schwärmen des Bandes durch eine an dessen Kanten angreifende Tasteinrichtung bzw. eine von dieser gesteuerten relativen Querverschiebung zwischen der Bandzulaufrichtung und der Gerüstachse kompensierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die Form (2, 2') und Schweißwalzen (3, 3') tragende Gerüst querverschiebbar und der Antrieb (8, 10) zum Querverschieben durch die Tasteinrichtung (12, 13) steuerbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die auf das durch Zugwirkung transportierte Band (1) einwirkenden Form- (2, 2') und Schweißwalzen (3, 3') des Gerüstes frei laufend und in bekannter Weise mit vertikaler Achse angeordnet sind.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Tasteinrichtung (12, 13) unmittelbar vor dem Gerüst (5) befindet und entweder unter beispielsweise optischer Abtastung einer Bandkante oder beider Kanten Fluchtabweichungen des Bandes (1) von der Sollrichtung feststellt, wobei entsprechende Steuerimpulse über einen Verstärker (11) auf den Antrieb, beispielsweise eine hydraulische Antriebseinrichtung (8, 10) des Gerüstes steuernd einwirken.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das während des Betriebes ausschwenkbare und in seiner Mittellage einstellbare Schweißhorn (15) fest, aber einstellbar mit dem Gerüst (5) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung M4240Ib/7b (bekanntgemacht am 12. 7. 1951);

deutsche Patentschrift Nr. 956 214;
schweizerische Patentschrift Nr. 318 206;
französische Patentschriften Nr. 1 124 043,
1111 583;

USA .-Patentschriften Nr. 2 737 386, 2 726 858, 635 873, 2 593 157, 2 552 459. 2 196 192,
399 418, 2 735 630, 2 801102.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen