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Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren mit einer Längsnaht Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren mit einer Längsnaht
aus einem Metallband mit mehreren hintereinander angeordneten, anstellbarenFormwalzenpaaren
mit kreisförmig gekrümmten und gegenüber einer Senkrechten durch die Rohrachse geneigten
Formflächen, deren Radien gleich groß sind, und einer jeweils zwischen den Formwalzenpaaren
liegenden unteren Führungsrolle: Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind
die Verformungsoberflächen der Formwalzenpaare in einer ihnen gemeinsamen Ebene
enthalten. Im Zuge der Verformung des sich auf den Führungsrollen abstützenden Metallbandes
durch die Formwalzenpaare aus seiner anfangs ebenen Gestalt in zunächst U-förmige
Gestalt und hierauf in die gewünschte endgültige Zylinderform ergibt sich eine starke
Tendenz des Metallbandes, sich aus den Formwalzenpaaren herauszudrücken und sich#nicht
den Formoberflächen der Formwalzen anzulegen, Dadurch wird eine zusätzliche Abstützung
der Längskanten des sich bewegenden Metallbandes im Bereich der Formwalzenpaare
erforderlich. In der Praxis erfolgt eine solche Abstützung zu Beginn des Verformungsvorganges
durch im Bereich der Längskanten auf das Metallband einwirkende Walzen, während
über den größeren Teil des Verformungsvorganges bis zur Erzielung der endgültigen
Zylinderform sich unmittelbar auf die Längskanten abstützende Flansche, die an den
Formwalzen angebracht sein können, Rollen oder Scheibenkörper vorgesehen werden
müssen.
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Das bedeutet zunächst eine verhältnismäßig aufwendige Gesamtanordnung
infolge der beschriebenen zusätzlichen Mittel, die im Betrieb eines Rohrwalzwerkes
nicht nur dauernde Unterhaltungskosten verursachen, sondern auch zusätzliche Energiekosten.
Entscheidend aber ist die nachteilige Einwirkung dieser Mittel auf die Qualität
des hergestellten Erzeugnisses. Durch sie wird auf die Kanten des Metallbandes im
Zuge des Biegevorganges eine hohe Pressung und damit Deformation ausgeübt, die das
spätere Zusammenschweißen dieser Kanten außerordentlich erschwert, wenn nicht sogar
unmöglich macht. In vielen Fällen erfordert dies eine Umbördelung der Kanten, um
überhaupt schweißbare Kanten zu erzielen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile und Schwierigkeiten
an den vorbekannten Vorrichtungen der eingangs genannten allgemeinen Ausbildung
zu beseitigen. Insbesondere will die Erfindung eine Vorrichtung angeben, die es
ermöglicht, das Band zum Rohrquerschnitt ohne zusätzliche Flansche an den Formwalzen
oder ohne zusätzliche Führungsrollen, die jeweils an den Bandkanten angreifen, zu
formen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß die Neigung der Tangente an die Formflächen durch den in der radialen Mittelebene
der flanschlosen Rollen liegenden Punkt, in Laufrichtung des Rohres gesehen, von
Walzenpaar zu Walzenpaar zunimmt.
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Diese zunehmende Neigung der Verformungsoberflächen der Formwalzen
zur Senkrechten durch die Rohrachse, in Verarbeitungsrichtung des Metallbandes gesehen,
verhindert das Herausdrücken des Metallbandes aus dem Eingriff der beiden sich gegenüberstehenden
Formwalzen und bewirkt andererseits, daß das Metallband stets den Formflächen dieser
Formwalzen folgt. Zusätzliche Mittel zum Abstützen der Rohrkanten entfallen daher.
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Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird die Vorrichtung
so weitergebildet, daß die Formwalzen in axial verstellbaren Jochen gelagert sind,
die an rechtwinklig zur Laufrichtung des Rohres angeordneten horizontal verstellbaren
Plattformen sitzen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert, es zeigt F i g.1 eine Draufsicht auf mehrere zusammenwirkende Formwalzenpaare,
F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g.1,
F i g.
3 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Wiedergabe von Einzelheiten einer Formwalze
in der F i g. 2 entsprechenden Darstellung.
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In den F i g. 1 und 2 ist eine Walzengruppe zur Herstellung der Endverformung
eines Metallbandes :wiedergegeben, das zu einem Rohr mit Längsnaht verarbeitet werden
soll. Das Metallband S -wird zuerst zu' einem U-Querschnitt verformt, wobei .es
zu der Stelle gelangt, wo der erste Ständer der Walzen mit der Außen- oder Unterfläche
des Metallbandes-in-Berührung kommt. Längs des Laufweges des Bandes S ist eine Stützwalzenanordnung
10 vorgesehen. Sie besteht aus zwei parallelen, -in Längsrichtung verlaufenden Schienen
12 und 14 und einer Vielzahl von Stützwalzen 16, die auf Achsen 18 drehbar sind.
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Auf jeder Seite jeder Stützwalze 10 sind Formwalzenpaare angeordnet,
deren Abstand in Richtung senkrecht zur Laufrichtung des Bandes fortschreitend abnimmt.
Die Laufrichtung des Metallbandes S ist in F i g. 1 durch einen Pfeil angedeutet.
Das erste Paar gegenüberliegender zusammenwirkender Walzen besteht aus den Walzen
30 und 30', das nächste Paar aus den Walzen 32 und 32' und ein drittes Paar aus
den Walzen 34 und 34'. Man erkennt, daß der Abstand zwischen den gegenüberliegenden
Paaren jeweils abnimmt, d. h. der Abstand zwischen den Walzen 32 und 32' kleiner
als der Abstand zwischen den Walzen 30 und 30' ist. Außerdem ist der Abstand,zwischen
den Walzen 34 und 34' kleiner als der Abstand zwischen den Walzen 32 und
32'.
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Aus F i g. 2 ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Formflächen der
Formwalzenpaare gegenüber einer Senkrechten durch die Achse des aus dem Metallband
S geformten Rohres geneigt sind. Dabei ist nun -die Anordnung so geschaffen, daß
die Neigung der Tangente an die Formflächen durch den in der radialen Mittelebene
der flanschlosen Rollen liegenden Punkt, in Laufrichtung des Rohres gesehen, von
Walzenpaar zu Walzenpaar zunimmt.
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Da jede Formwalze in gleicher Weise montiert ist, soll deren Lagerung
nur an Hand der Walze 30 beschrieben werden. Nach F i g. 3 ist die Walze 30 drehbar
um eine senkrecht angeordnete Spindel innerhalb eines axial verstellbaren Joches
40 montiert, welches im Abstand angeordnete, horizontal verlaufende obere und untere
Arme 42 bzw. 44 aufweist. Die Arme 42
und 44 sind durch einen
Verbindungssteg 46 verbunden, dessen oberer Teil mit einem senkrecht verlaufenden,
ein Gewinde aufweisenden Loch 48 zur Aufnahme der Gewindespindel 50 versehen ist.
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Das Joch 40 hat zwei im Abstand angeordnete nach rückwärts
sich erstreckende Schenkel 52 und 54, deren Innenflächen gleitend auf einen nach
oben weisenden Schenkel 56 einer Uförmigen Plattform 58 greifen. Die Lage des Joches
40 läßt sich in horizontaler Richtung durch Drehen des Kopfes 60 der Gewindespindel
50 verändern. Man erkennt, daß durch Drehen des Kopfes 60 in der einen Richtung
durch das Zusammenwirken zwischen dem Außengewinde der Spindel 50 und dem Innengewinde
der Bohrung 48 das Joch sich nach oben bewegt, während bei einer entgegengesetzten
Drehung des Kopfes 60 das Joch nach unten bewegt wird.
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Der Fuß 62 der Uförmigen Plattform 58 gleitet auf zwei Schienen 64
und 66, die zwischen den Seitengliedern 68 und 70 verlaufen. Die Bewegung der L-förmigen
Plattform 48 erfolgt durch eine Spindelanordnung. Ein Ende der Gewindespindel 72
ist fest auf den nach oben stehenden Schenkel 56 der Plattform 58 aufgeschraubt,
während das andere Ende in das mit Gewinde versehene Innere eines Zahnrades
74 greift, welches um seine Achse. drehbar innerhalb des Seitengliedes 68
montiert ist. Die Drehbewegung des Zahnrades 74 wird durch ein zugeordnetes Zahnrad
76 und ein Antriebszahnrad 78 erreicht, die beide in geeigneter Weise drehbar innerhalb
des Seitengliedes 68 montiert sind. Das Antriebszahnrad 78 ist auf einer Antriebsstange
80 festgekeilt oder in anderer Weise fixiert, die mittels eines einstückig mit ihr
ausgebildeten Kopfes gedreht werden kann. Durch Drehen des Kopfes 82 erreicht man
eine Drehbewegung der entsprechenden Zahnräder 78, 76 und 74. Bei Drehen des Zahnrades
74 in der einen Richtung wird die Gewindespindel 72 in der einen Richtung durch
das Zahnrad 74 vorwärts bewegt, während eine umgekehrte Bewegung des Zahnrades
74 eine Bewegung der Gewindespindel 72 in der- anderen Richtung zur Folge
hat. Da ein Ende der Gewindespindel 72 an der Gleitplattform 58 befestigt
ist, führt eine Drehbewegung des Zahnrades 74 zu-- einer Gleitbewegung der
Plattform 58 und der zugehörigen Walze 30 längs der Schienen 64 und
66.
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Durch Drehen des Kopfes 60 und 82 kann somit die entsprechende Walze
der Anordnung sowohl in senkrechter als auch in horizontaler Richtung verstellt
werden. Durch diese Einstellung kann man die Endgruppe für die Herstellung von Rohren
mit einem wesentlichen Bereich verschiedener Durchmesser verwenden.
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Im Betrieb werden die Formwalzenpaare durch Verstellen der Köpfe 60
und 62 eingestellt, -was wiederum die senkrechte Stellung des Joches 43 und
die horizontale Stellung der Uförmigen 'Plattform 58
ändert. Die Einstellungen
werden von der Größe des herzustellenden Rohres bestimmt. Gewöhnlich erfolgt die
Einstellung in übereinstimmung mit dem Abstand zwischen dem Oberteil des Joches
40 und dem oberen Teil des hochstehenden Schenkels 56 (vgl. das Bezugszeichen
A in F i g. 3) und dem Abstand zwischen der Innenfläche des Seitengliedes 68 und
der äußeren Vertikalfläche des Joches 40 (vgl. das Bezugszeichen B in F i g. 3).
Als Alternativeinstellung für B kann man die Maße C oder D verwenden. C ist der
Abstand zwischen dem inneren freien Ende des Fußes 62 der Uförmigen Plattform 80
und dem äußeren Ende der Schiene 14. D ist der Abstand zwischen dem inneren freien
Ende des Fußes 62 und der Mittellinie des herzustellenden Rohres, die gleichzeitig
die Mittellinie des gesamten Walzwerkes ist.
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Wird die Walzenanordnung, wie vorstehend erwähnt, eingestellt, dann
läuft das Band S in die erste Stellung, d. h. zwischen die gegenüberliegenden Walzen
30 und 30', im wesentlichen mit U-förmigem Querschnitt ein. Diese
Walzen verformen dann das Band derart, daß es sich einer im wesentlichen zylindrischen
Form annähert. In der zweiten Stellung wirken die Walzen 32 und 32' weiter auf das
Band S, und schließlich verformen in der dritten Stellung die Walzen 34 und 34'
das Band S noch weiter.
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Nach dem dritten Walzensatz läuft das Band zu einer Schlußwalze, welche
die voreinanderstoßenden Kanten einander anpaßt, bevor die Kanten schließlich miteinander
verschweißt werden.
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,Die Formoberfläche der einzelnen Walzen der Schlußwalzenanordnung
berührt bei der Verformung
des Materials des Bandes S lediglich
einen kleineren Teil von dessen Unterfläche. Da die Walzen verhältnismäßig geringe
Abmessungen aufweisen, ist zu ihrer Herstellung nur wenig Material erforderlich.
Außerdem benötigt man weniger Kraft zu ihrem Antrieb.