DE1218086B

DE1218086B - Pipe welding machine

Info

Publication number: DE1218086B
Application number: DEM50578A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Ditges; Dr-Ing Ernst Gorissen; Dipl-Ing Rolf Rueppel
Original assignee: Mannesmann Meer AG
Current assignee: Mannesmann Meer AG
Priority date: 1961-10-13
Filing date: 1961-10-13
Publication date: 1966-06-02

Description

Rohrschweißmaschine Die Erfindung betrifft eine Rohrschweißmaschine zum kontinuierlichen Verschweißen der in einem V-förmigen Schlitz aufeinander .zulaufenden Kanten eines zu einem Schlitzrohr gebogenen Metallbandes hochfrequenter Energie, welche von einem Röhrengenerator erzeugt wird.Pipe welding machine The invention relates to a pipe welding machine for the continuous welding of the .zuauflaufende one another in a V-shaped slot Edges of a metal strip of high-frequency energy bent into a slot tube, which is generated by a tube generator.

Hierbei bilden Teile des Röhrengenerators, die Leitungs-, Anpassungs- und Übertragungs-Mittel den Oszillatorkreis, in welchem die hochfrequente Energie schwingt. Entspricht hierbei der Kreiswiderstand .des Oszillators dem Grenzwiderstand der Röhre, so arbeitet der Röhrengenerator in einem Optimum. Mit kleiner oder größer als der Grenzwiderstand werdendem Kreiswiderstand des- Oszillators verschlechtert sich der Wirkungsgrad progressiv. Es ist daher bekannt; den gleichen Hochfrequenzgenerator für eine Anzahl von unterschiedlichen Arbeitsstromkreisen entweder für unterschiedliche Erhitzungsverwendungen oder für die Anwendung unterschiedlicher Frequenzen mittels wahlweise in den Stromkreis einschaltbaren, unterschiedlichen Oszillatorkreisen optimal anzupassen. Hierbei kann der Oszillatorkreis als geschlossene Baueinheit sowohl über eine Mehrzahl von Steckern und Steckbuchsen mit dem Rest-Generator verbunden bzw. als mit Rollen in Gleitschienen in den Rest-Generator einschiebbar ausgeführt sein. Inder industriellen Praxis spielen jedoch derartige mit auswechselbaren Oszillatorkreisen ausgerüstete Hochfrequenzgeneratoren keine Rolle, da einmal infolge der Entwicklung der gesamten Hochfrequenz solche nur für bestimmte schmale Wellenbereiche für industrielle Zwecke zugelassen werden und somit einer der weiten Anpassungsbereiche von vornherein entfällt.. Zudem ist bei der modernen Massenfertigung, insbesondere auf dem Hauptgebiet derartiger Röhrengeneratoren, nämlich der induktiven oder kapazitiven Oberflächenerhitzung, zum Glühen, Härten; Anlassen und Verschweißen, im wesentlichen nur die Stromstärke unterschiedl;x-h erforderlich, welche durch die Typengröße berücksichtigt werden kann. Vielmehr hat die Elektro-Industrie aus Gründen der wirtschaftlichen Serienfertigung Röhrengeneratoren geschaffen, bei denen der eingebaute Oszillatorkreis durch besondere, wenig aufwendige Mittel, z. B. parallel oder in Serie schaltbare Sekundärspulen, in Stufen schaltbare Primärspulen usw., in größerem Maße anpaßbar ausgestaltet ist.Here, parts of the tube generator, the line, adaptation and transmission means the oscillator circuit in which the high frequency energy swings. Does the circular resistance of the oscillator correspond to the limit resistance the tube, the tube generator works at an optimum. With smaller or larger as the limit resistance, the circular resistance of the oscillator is deteriorated the efficiency increases progressively. It is therefore known; the same high frequency generator for a number of different working circuits either for different ones Heating uses or for applying different frequencies by means of Different oscillator circuits that can be optionally switched into the circuit optimally adapt. The oscillator circuit can be used as a closed structural unit connected to the remainder generator via a plurality of plugs and sockets or designed to be slidable into the residual generator with rollers in slide rails be. In industrial practice, however, these play with interchangeable oscillator circuits Equipped high-frequency generators do not matter, as once as a result of the development of the entire high frequency such only for certain narrow wave ranges for industrial Purposes are permitted and thus one of the broad areas of adaptation from the outset not applicable .. In addition, in modern mass production, especially in the main area such tube generators, namely inductive or capacitive surface heating, for annealing, hardening; Tempering and welding, essentially only the amperage different; x-h required, which are taken into account by the type size can. Rather, the electrical industry has for reasons of economical series production Tube generators created, in which the built-in oscillator circuit by special, little costly means, e.g. B. secondary coils that can be switched in parallel or in series, primary coils, etc., switchable in stages, is designed to be adaptable to a greater extent.

Für die Praxis des wirtschaftlichen Widerstandsschweißens von Rohren mit- Hochfrequenz genügt diese hohe Anpaßbarkeit des Röhrengenerators allein nicht. Während beim Glühen, Härten u. dgl. fast stets handliche, leicht bewegbare Teile gleicher Abmessungen mit in sich geschlossener Oberfläche, meist in großen Serien nacheinander erhitzt werden und auf den Röhrengenerator nur die gleiche geringe Rückwirkung ausüben, wirken. beim kontinuierlichen Rohrschweißen erheblich ungünstigere Bedingungen aufeinander ein.For the practice of economical resistance welding of pipes With high frequency, this high adaptability of the tube generator alone is not sufficient. While annealing, hardening and the like almost always have handy, easily movable parts same dimensions with self-contained surface, mostly in large series are heated one after the other and on the tube generator only the same low Have a retroactive effect, have an effect. considerably less favorable for continuous pipe welding Conditions.

. Bekanntlich ist die für. eine exakte Schweißung erforderliche Länge des V-förmigen Spaltes von verschiedenen Faktoren abhängig, z. B. Material, Wanddicke, Rohrdurchmesser, Form der Bandkanten u. dgl. mehr. Da jedoch beim Widerstandsschweißen auch ein Stauchdruck zum Zusammenpressen der auf Schweißwärme erhitzten Bandkanten des Schlitz-oder Wendelrohres aufgebracht werden muß, indem das Rohr durch ein entsprechendes Stauchkaliber läuft, muß auch die Lage des. Stauchpunktes, der mit dem Berührungs- bzw. dem Schweißpunkt nicht übereinzustimmen braucht, den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend eingestellt werden können. Diese betriebsmäßige Anpassung bedingt eine räumliche Lagenveränderung zwischen den in der Maschine fest angeordneten Stauchrollen und den Übertragungsmitteln in der Schweißrichtung. Infolge der unterschiedlichen zu verschweißenden Rohrdurchmesser müssen die Übertragungsmittel in der Höhe und, sofern es sich um das Schweißen von Hohlkörpern mit von der Kreisform abweichenden Profilen handelt, auch quer zur Schweißrichtung einstellbar sein. Da der V-förmige Spalt als nicht in sich geschlossene Oberfläche einen entscheidend großen Anteil des Oszillatorkreises im Gegensatz zu dem geringen Anteil des Werkstückes beim Glühen, Härten u. dgl. bildet, ist es kaum zu vermeiden, daß bei einem gewünschten und nur etwas streuenden Arbeitsbereich einer solchen Einrichtung schon geringfügige Veränderungen der räumlichen Lage der übertragungs-, Anpassungs- und Leitungs-Mittel zueinander erhebliche Anpaß- und entsprechende Strom-Änderungen bedingen. Infolgedessen ist es oft nicht mehr möglich, einzelne Dimensionen mit dem Höchstwert des Hochfrequenzstromes zu schweißen. Hierdurch verschlechtert sich der Wirkungsgrad erheblich, und die Schweißgeschwindigkeit muß herabgesetzt werden, wenn nicht die Leistung des Generators aus Sicherheitsgründen überdimensioniert wurde.. As is well known, it is for. an exact weld required length of the V-shaped gap depends on various factors, e.g. B. Material, wall thickness, Pipe diameter, shape of the band edges and the like. However, as in resistance welding also an upsetting pressure to press together the band edges, which are heated to welding heat of the slotted or helical tube must be applied by the tube through a corresponding The upsetting caliber runs, the position of the upsetting point, which is with the contact or the welding point does not need to match, the respective operating conditions can be adjusted accordingly. This operational adjustment requires a spatial change in position between the compression rollers that are fixedly arranged in the machine and the transfer means in the welding direction. As a result of the different The pipe diameter to be welded must be of the height and provided that it is the welding of hollow bodies with deviating from the circular shape Profiles is, also be adjustable transversely to the welding direction. There the V-shaped gap as a non-self-contained surface is crucial large part of the oscillator circuit in contrast to the small part of the workpiece in annealing, hardening and the like, it is hard to avoid that in a desired and only a somewhat scattering work area of such a facility is already insignificant Changes in the spatial location of the means of transmission, adaptation and management cause considerable adaptation and corresponding current changes to one another. Consequently it is often no longer possible to match individual dimensions with the maximum value of the high-frequency current to weld. As a result, the efficiency deteriorates considerably, and the Welding speed must be reduced if not the output of the generator was oversized for security reasons.

Die möglichst enge räumliche Zusammenfassung sowohl des Röhrengenerators als auch der übertragungsmittel und des Werkstückes ist beim induktiven, kapazitiven und konduktiven Erwärmen zum Glühen, Härten, Anlassen u. dgl. allgemein üblich und möglich, zumal die in Frage kommenden Leistungen gegenüber den für das wirtschaftliche Schweißen erforderlichen relativ gering sind. In diesen Fällen ist zudem der Röhrengenerator die eigentliche Maschine mit gering ausladenden Supporten, so daß seine Aufstellung im Arbeitsraum von anderen Gesichtspunkten kaum berührt wird.The closest possible spatial combination of both the tube generator as well as the means of transmission and the workpiece is inductive, capacitive and conductive heating for annealing, hardening, tempering and the like are common and common possible, especially since the services in question compared to those for the economic Welding required are relatively low. In these cases there is also the tube generator the actual machine with slightly overhanging supports, so that its installation is hardly affected by other points of view in the work area.

Beim hochfrequenten Schweißen von Rohren liegen die Verhältnisse sehr viel ungünstiger. Einmal befindet sich die Stelle, an der die Schweißenergie dem Schlitzrohr zugeführt werden muß, nahezu in der Mitte einer langen, schmalen Maschinenanlage, zum anderen haben Röhrengeneratoren von - für wirtschaftliche Schweißgeschwindigkeiten erforderlichen -sehr viel größeren Leistungen einen sehr großen Platzbedarf. Dieser ist wegen der für Wartungszwecke erforderlichen allseitigen Zugänglichkeit der einzelnen Teile des Röhrengenerators erheblich größer als -der rein körperlich benötigte Platz. Um den Raum seitwärts der Rohrschweißmaschine möglichst freizubekommen, waren bereits die umfangreichen Schaltgerüste. für die verschiedenen Antriebe, z. B. Abwickeltrommel, Form- und Stauchwalzwerk; fliegende Säge, Kühlung u. dgl., durch Fernsteuerung aus der Nähe der Schweißmaschine an die Seitenwand des Raumes oder in den Keller verlegt worden, so daß nur noch an einer Seite der Schweißmaschine ein schmaler Streifen Boden für die Ständer, Antriebe u. dgl. benötigt wurde. Der weit seitlich neben der Schweißmaschine in den Raum hineinragende Schweißgenerator verhinderte jedoch die Ausnutzung dieses Vorteiles für die beste Ausnutzung von langen, schmalen Werkhallen. Andererseits ist es aber auch nicht möglich, den Röhrengenerator -etwa mit den Schaltgerüsten zusammen - abseits von der Schweißmaschine anzuordnen, da die Leitungen zwischen dem Röhrengenerator und den Übertragungsmitteln auf das Schlitzrohr integrierte Bestandteile des Oszillatorkreises sind und die optimale Auslegung -beeinflussen. Die Hersteller können daher der Praxis nur ganz geringe Entfernungen zugestehen. In Anlagen mit Hochfrequenz-Schweißmaschinen behindert daher die erforderliche, unmittelbar benachbarte Anordnung des Röhrengenerators neben der Schweißmaschine die Bewegungs- bzw. die Gestaltungsfreiheit erheblich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; bei einer optimalen Auslegung sowie betriebssicheren und übersichtlichen Gestaltung des teueren Röhrengenerators eine größtmögliche Freizügigkeit der räumlichen Gesamtanordnung zu erreichen.In the case of high-frequency welding of pipes, the situation is very high much less favorable. Once there is the point where the welding energy is Slotted tube must be fed, almost in the middle of a long, narrow machine system, on the other hand, tube generators have - for economical welding speeds required - very much larger services take up a very large amount of space. This is because of the all-round accessibility of the individual, which is necessary for maintenance purposes Parts of the tube generator considerably larger than the purely physically required space. In order to free up the space to the side of the pipe welding machine as possible, were already the extensive switchgear. for the various drives, e.g. B. Unwinding drum, Forming and upsetting mill; flying saw, cooling and the like, by remote control Relocated near the welding machine on the side wall of the room or in the basement so that there is only a narrow strip on one side of the welding machine Floor for the stands, drives and the like. Was required. The one far to the side the welding machine, however, prevented the welding machine from protruding into the room the use of this advantage for the best use of long, narrow factory halls. On the other hand, it is also not possible to use the tube generator - for example with the switchgear together - to be arranged away from the welding machine, as the cables between the tube generator and the transmission means integrated on the slotted tube Are components of the oscillator circuit and influence the optimal design. The manufacturers can therefore only allow very short distances in practice. In systems with high-frequency welding machines, the necessary, Directly adjacent arrangement of the tube generator next to the welding machine the freedom of movement and design is considerable. The invention has the task underlying; with an optimal design as well as operationally reliable and clear Design of the expensive tube generator the greatest possible freedom of movement in space Overall arrangement to achieve.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Oszillatorkreis in, an sich bekannter Weise als geschlossene, selbständige, abgeschirmte Baueinheit auf engstem Raum zusammengefaßt und mit der Rohrschweißmaschine über einen einstellbaren Ständerteil derselben verbunden ist, während der restliche Teil des Röhrengenerators gemeinsam mit den übrigen elektrischen Schalteinrichtungen für die Antriebe in einem gemeinsamen Schaltgerüst untergebracht und über ein relativ dünnes, nur die Anodenverlustleistung führendes Hochfrequenzkabel mit dem Oszillatorkreis verbunden ist. Die sich aus der räumlichen Trennung des Oszillatorkreises vom Reströhrengenerator ergebende Ungebundenheit in der Aufstellung des letzteren ergibt die Möglichkeit; denselben nicht nur in Schaltgerüsten und mit den übrigen elektrischen Einrichtungen für die Antriebe unterzubringen, sondern auch die besonders raumsparende Anordnung .der nur von vorn zugänglichen Schaltschränke anwenden zu können. Diese platzsparende und eine bequeme Wartung ermöglichende Gesamtanordnung hat sich in der Praxis trotz der etwas höheren Investitionskosten durchgesetzt. Insbesondere kann der mit der Schweißmaschine verbundene Oszillator starr mit den Übertragungsmitteln gekuppelt werden, so daß die geometrische Form des Oszillatorkreises bei Umstellung auf andere Rohrdimensionen im wesentlichen erhalten bleibt. Bei kleineren Leistungen kann zudem die Oszillator-Baueinheit zum Teil über der Schweißstrecke und in an sich bekannter Weise werkzeugmaschinenmäßig anstellbar vorgesehen werden.According to the invention this is achieved in that the oscillator circuit in a manner known per se as a closed, independent, shielded unit summarized in a very small space and with the pipe welding machine via an adjustable Stand part of the same is connected, while the remaining part of the tube generator together with the other electrical switching devices for the drives in one housed common switch framework and a relatively thin, only the anode power loss leading high-frequency cable is connected to the oscillator circuit. Which is made up of the spatial separation of the oscillator circuit from the residual tube generator Freedom in the list of the latter gives the possibility; same not only in switchgear and with the other electrical equipment for the To accommodate drives, but also the particularly space-saving arrangement .der to be able to use control cabinets only accessible from the front. This space-saving and an overall arrangement that enables convenient maintenance has proven itself in practice in spite of this the slightly higher investment costs prevailed. In particular, the The oscillator connected to the welding machine is rigidly coupled to the transmission means so that the geometric shape of the oscillator circle when switching to other Pipe dimensions are essentially retained. With smaller services can also the oscillator assembly partly above the welding section and in a known manner Way can be provided machine tool adjustable.

Die Erfindung wird in der Zeichnung erläutert. Diese zeigt schematisch eine Ansicht der Schweißmaschine quer zur Achse des mit seinen Bandkanten zu verschweißenden Rohres sowie des Röhrengenerators.The invention is illustrated in the drawing. This shows schematically a view of the welding machine transversely to the axis of the to be welded with its strip edges Tube as well as the tube generator.

Auf dem Grundrahmen 1 sind die Stauchrollen 2 angeordnet und können mittels der Verstellung 3 seitwärts zueinander auf ,die Durchmesser der Jeweilig zu schweißenden Rohre eingestellt werden. Auf den Kanten des zum Schlitzrohr 4 vorgeformten, Bandes gleiten die Konduktoren 5, durch welche der hochfrequente Strom in den V-förmigen Spalt zum Schweißpunkt eingeleitet wird. Die Konduktoren 5 können gegeneinander isoliert einzeln oder gemeinsam mit den Anschlüssen.6 der Sekundärwicklung des Anpassungstransformators 7 verschraubt oder anderweitig leitend befestigt-werden. An Stelle der Konduktoren 5 können beim induktiven Schweißen die Enden einer Induktionsspule mit den Anschlüssen 6 der Sekundärwicklung verbunden werden. Der Anpassungstransformator 7 und der Kondensator 8 sind in einem nicht dargestellten ausziehbaren Rahmen fest angeordnet. Die Primärspule des Transformators 7 als wesentliche Induktivität ist mittels der Leitungen 9, 10 mit dem -Kondensator 8 als wesentliche Kapazität zu dem Oszillatorkreis zusammengefaßt, wobei vorzugsweise die Leitungen 9, 10 im Inneren als gekühlte Rohrleitungen vorgesehen sind. Die Erregung des Oszillatorkreises erfolgt vom Röhrengenerator mit der Röhre 11 über das abgeschirmte Hochfrequenzkabe1.13. Bei dieser Anordnung führt das Kabel 13 nur noch die für den Schweißprozeß wirksame Hochfrequenzleistung.The upsetting rollers 2 are arranged on the base frame 1 and the diameter of the pipes to be welded in each case can be adjusted sideways to one another by means of the adjustment 3. The conductors 5, through which the high-frequency current is introduced into the V-shaped gap to the welding point, slide on the edges of the strip, which is preformed to form the slotted tube 4. The conductors 5 can be isolated from one another, individually or jointly with the connections.6 of the secondary winding of the matching transformer 7, screwed or otherwise conductively fastened. Instead of the conductors 5, the ends of an induction coil can be connected to the connections 6 of the secondary winding during inductive welding. The matching transformer 7 and the capacitor 8 are fixedly arranged in an extendable frame, not shown. The primary coil of the transformer 7 as the main inductance is combined by means of the lines 9, 10 with the capacitor 8 as the main capacitance to form the oscillator circuit, the lines 9, 10 preferably being provided inside as cooled pipes. The excitation of the oscillator circuit takes place from the tube generator with the tube 11 via the shielded high-frequency cable 1.13. With this arrangement, the cable 13 only carries the high-frequency power that is effective for the welding process.

Der Röhrengenerator ist in üblicher Weise mit dem Einführungs- und Gleichrichterteil16 sowie sämtlichen Steuermitteln hierzu in dem Schaltgerüst 12 untergebracht. Als wesentlich umfangreichere Teile des Röhrengenerators verbleiben im Schaltgerüst mindestens die Röhren 11, der Gleichstromsperrkondensator 14 und die Gitter- und Anodenspannungsregler 15.The tube generator is in the usual way with the introductory and Rectifier part 16 and all the control means for this in the switchgear 12 housed. As much more extensive parts of the tube generator remain in the switchgear at least the tubes 11, the DC blocking capacitor 14 and the grid and anode voltage regulators 15.

Der die Teile des Oszillatorkreises tragende Rahmen ist bei kleineren Leistungen in dem Ständerteil 17 der Schweißmaschine leicht auswechselbar untergebracht. Dieser Ständertei117 ist auf einer an sich bekannten Supporteinrichtung 18 derart angeordnet, daß er mittels des Stellrades 19 in der Höhe auf die jeweilig zu schweißenden Rohrdurchmesser mittels des Stellrades 20 in der Längsachse des Rohres auf den Schweiß- bzw. Stauchpunkt und mittels des Stellrades 21 zum Ausmitteln quer zur Schweißachse einstellbar ist. Infolge dieser Einstellbarkeit in den drei Koordinaten muß die Zuleitung 13 für die elektrische Energie vom Grundrahmen 1 auf .den Ständerteil17 mittels eines üblichen elastischen Zwischengliedes 22 ausgeführt werden. Das gleiche gilt auch für die verschiedenen Kühlkreisläufe der Elemente des Oszillatorkreises, die zweckmäßig auf einen Hauptanschluß vor dem elastischen Zwischenglied zusammengefaßt werden.The frame carrying the parts of the oscillator circuit is accommodated in the stand part 17 of the welding machine in an easily replaceable manner for smaller powers. This Stestandei117 is arranged on a known support device 18 in such a way that by means of the adjusting wheel 19 in height to the respective pipe diameter to be welded by means of the adjusting wheel 20 in the longitudinal axis of the pipe to the welding or upsetting point and by means of the adjusting wheel 21 to Averaging is adjustable transversely to the welding axis. As a result of this adjustability in the three coordinates, the supply line 13 for the electrical energy from the base frame 1 on the stand part 17 must be carried out by means of a customary elastic intermediate member 22. The same also applies to the various cooling circuits of the elements of the oscillator circuit, which are expediently combined on a main connection in front of the elastic intermediate member.

Claims

Claims: 1. Pipe welding machine for continuous welding in a V-shaped slot edges converging to form a slotted tube bent metal band by means of inductively or conductively transferred to the band high-frequency energy, which is generated by a tube generator, d a d u r c h g e -k e n n z e i .c h n e t that the resonant circuit of the tube generator from the remaining parts of the same separately combined into a structural unit and with the pipe welding machine connected via an adjustable stand part of the same is.

2. Pipe welding machine according to claim 1, characterized in that the residual pipe generator with the switching devices for the drives and the auxiliary devices of the pipe welding machine is housed in a common switch frame arranged independently of the location of the pipe welding machine. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 593 832, 904 449, 915 378, 971499; U.S. Patent Nos. 2,583,785, 2,662,162; French patents nos. 928 971, 1045778.