DE1290513B

DE1290513B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schraubennahtrohren aus Metallband

Info

Publication number: DE1290513B
Application number: DE1960SC028150
Authority: DE
Inventors: Zimmermann Herbert
Original assignee: OTTENSENER EISENWERK AG
Current assignee: OTTENSENER EISENWERK AG
Priority date: 1960-07-11
Filing date: 1960-07-11
Publication date: 1969-03-13

Description

durch Verschweißung fixierte Rohrdurchmesser ist das Ergebnis einer ständigen Kopierung des inneren Formhülsendurchmessers.

Da aber bekanntlich das zu verarbeitende Metallband nicht immer einwandfrei gerade ist, sondern Krümmungen, einen sogenannten Säbel, aufweist, ergeben sich bei der Rohrherstellung erhebliche Schwierigkeiten. Ein solcher Säbel bedingt nämlich, daß die auf das bereits verformte Metallband zu laufende Bandkante kürzer oder aber länger ist als die entsprechende Kante des schon zu einem Rohr verformten Bandes, so daß im Innern der Formhülse erhebliche Zwängungen auftreten.

zu laufenden Bandkanten miteinander verschweißt 15 Schwenkung hinausragende Teil des Rohres, also die werden. Der sich somit laufend bildende und ständig ganze Bandschleife, ebenfalls eine entsprechende

Schwenkbewegung ausführen muß. Diese Schwenkbewegung wird jedoch durch eine Formhülse oder einen Walzenkorb sowie sonstige innere und äußere zo Stütz- und Führungselemente stark behindert. Es ist einleuchtend, daß hierdurch ein zusätzliches Zwängen auftritt, was sich nachteilig auf die Bildung bzw. noch nicht erkaltete Schweißnaht auswirkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu beheben und ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Form und der Durchmesser des sich ständig bildenden Rohres mit einer äußersten Genauigkeit eingehalten werden kann.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß

Wandert beispielsweise eine auf Grund der Säbelig- 30 vorgesehen, daß die Rohrwandung nur in einer Ebene keit längere Bandkante als Kante der Bandschleife in punkt- oder linienförmig abgestützt wird, die durch die Formhülse ein, so paßt der ihr naturgemäß zubestimmte größere Krümmungsradius nicht mehr in
den vorbestimmten normalen und kleineren Krümmungsradius der Formungshülse. Diesen Schwierig- 35
keiten könnte man theoretisch dadurch begegnen, daß
man die auf Grund der Säbeligkeit längere Bandkante
an einem größeren Rohrdurchmesser und die kürzere
Bandkante an einem kleineren Rohrdurchmesser anschweißt.

Es liegt indessen auf der Hand, daß dies weder bei einer als Formhülse noch bei einer solchen Verformungsstation möglich ist, die an Stelle einer Formhülse einen sogenannten mit anstellbaren Walzen versehenen Walzenkorb aufweist. Sowohl in der einen als auch in der anderen Verformungsstation führen die durch einen Säbel hervorgerufenen Toleranzen in der Bandkantenlänge zu Zwängungen und Versetzungen des Metallbandes, wobei sich diese Zwängungen geden Schweißpunkt verläuft. Bei einer Mehrfachschweißung soll die Stützebene übrigens im Bereich der ersten Schweißstelle liegen.

Wie ersichtlich ist, geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die Art der Abstützung des Metallbandes während dessen Verformung zu einem Schraubennahtrohr und die Angriffsstelle dieser Abstützung von entscheidender Bedeutung sind, um das nach der Erfindung angestrebte Ziel zu erreichen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit einer Verformungseinrichtung für das Metallband, Abstützeinrichtungen für die Rohrwandung und einer Schweißeinrichtung im Bereich der Berührungsstelle der zu verschweißenden Bandkanten zu versehen. Von einer solchen bekannten Anordnung ausgehend, kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch, daß die Abstützeinrichtungen punkt- oder linienförmig ausgebil-

rade dann auszuwirken beginnen, wenn die Band- 50 det sind und auf einer Ebene liegen, die durch den

kanten miteinander verschweißt werden sollen.

Dies führt aus naheliegenden Gründen zu einer Gefährdung der siclrin der Gefügeumwandlung befindlichen Schweißnaht. Außerdem ändert sich in diesem Augenblick gleichzeitig der Umfang und somit der Durchmesser des sich bildenden Rohrteils. Diese Umfangsänderung aber fordert zwingend zwecks Einhaltung der Funktion, die sich aus Rohrumfang, Bandbreite (einschließlich Schweißspaltbreite) und

Bandzulaufwinkel ergibt, eine sofortige Korrektur des 60 Stützelemente am Umfang einer im Inneren des Roh-Bandzulaufwinkels, da sonst die Schweißspaltbreite res an festen Teilen eines Gestells unterstützten Stützzu groß oder zu klein wird und eine exakte Schweiß- scheibe angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, naht nicht herstellbar ist. Diese sofortige Korrektur daß die Stützelemente an einem das Rohr von außen wird in der Praxis durch Verschwenken des aus- umgebenden Stützrahmen angeordnet sind. Um den laufenden Rohres bewerkstelligt, wobei als Drehpunkt 65 verschiedenen Rohrdurchmessern gerecht zu werden, der Schwenkbewegung die Berührungsstelle zwischen besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, Rohr und der etwa gerade zu laufenden Bandkante, daß die Stützelemente in radialer Richtung verstellbar also der Verschweißungspunkt, anzunehmen ist. sind.

Schweißpunkt verläuft. Als besonders zweckmäßig hat sich in diesem Zusammenhang das Merkmal erwiesen, wonach die Stützelemente als frei drehbar gelagerte, schmale Stützrollen oder Kugeln ausgebildet sind.

Die derart ausgebildeten Stützelemente sind in Abständen am Umfang des zu bildenden Rohres verteilt angeordnet, wobei die Drehachsen der Stützelemente senkrecht zu der schraubenförmig verlaufenden Schweißnaht liegen. Es kann vorgesehen sein, daß die

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Als besonders vorteilhaft hat sich schließlich noch Gemäß der Erfindung wird nun das Rohr gerade in

das Merkmal erwiesen, wonach die Stützelemente diesem gefährdeten Bereich, der sich unmittelbar an

einzeln oder im ganzen mit der diese Stützelemente die erste Schweißung anschließt, fest unterstützt, wie

tragenden Stützscheibe bzw. einem Stützrahmen quer dies nunmehr beschrieben werden soll und in den

zur Rohrachse verstellbar angeordnet sind. 5 Beispielen c und d gemäß F i g. 2 für eine Bandzufüh-

Statt der bekannten Verfahren und Vorrichtungen rung von oben oder aber von unten veranschaulicht ist. sieht die Erfindung also vor, den Rohrkörper innen Im einzelnen ist die erfindungsgemäße Anordnung und außen in einer so schmalen Zone dort abzustüt- in den F i g. 3 bis 5 dargestellt. In F i g. 3 ist der Anzen, wo der Rohrdurchmesser durch fortlaufendes fang des Rohres 6 im Bereich der Verformungs-Verschweißen der Bandkanten gebildet wird, wäh- io einrichtung 2 dargestellt, wobei die Rohrwandung rend der übrige Teil des sich durch Verformung bil- zum Teil weggebrochen veranschaulicht ist. In diesem denden Rohres keine solche innere und äußere Ab- Fall wird das Metallband 5 tangential der Unterseite Stützung mehr erfährt, so daß im Fall der erwähnten der Verformungseinrichtung 2 zugeführt. Die erste Toleranzen geometrische Veränderungen des Rohr- Schweißstelle liegt also innerhalb des Rohres 6. In körpers sich somit außerhalb dieser Zone zwanglos ig letzterem ist nun eine Stützscheibe 14 vorgesehen, auswirken können. Der theoretische Durchmesser des welche, wie auch aus F i g. 4 hervorgeht, an ihrem Rohres verbleibt durch diese Maßnahme praktisch Umfang punkt- oder linienförmig ausgebildete Abkonstant. Bewegungen der aufeinander zu laufenden Stützeinrichtungen, nämlich eine Reihe von Stütz-Bandkanten werden gleichzeitig dadurch am Punkt elementen 12, aufweist. Wie ersichtlich ist, liegen die der Verschweißung minimal eingeschränkt, und durch ao Stützelemente 12 auf einer Ebene, die durch den Konstanthaltung des Durchmessers werden gleichzei- Schweißpunkt der ersten Schweißvorrichtung S₁ vertig die üblichen Schwenkbewegungen stark reduziert. läuft.

Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen in Die Stützelemente 12 — die übrigens als frei dreh-

den Figuren schematisch dargestellt. Es zeigt bar gelagerte, schmale Stützrollen oder Kugeln aus-

F i g. 1 eine Draufsicht, as gebildet sind — sind geneigt angeordnet, so daß sie

F i g. 2 die Einwirkung des Rohrgewichts auf die im wesentlichen parallel zu der wendeiförmigen Naht

Verformung des Metallbandes, verlaufen. Dadurch kommen die Stützelemente 12

F i g. 3 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab, niemals mit der Schweißnaht selber in Berührung,

F i g. 4 eine Stirnansicht auf eine innere und sondern kommen direkt an das Metallband 5 zur An-

F i g. 5 auf eine äußere Rohrabstützung. 30 lage.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt in Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, können die Stütz-Draufsicht ein Coil 1, von dem ein Metallband 5 elemente 12 am Umfang der im Inneren des Rohres 6 kontinuierlich abgespult und von nicht dargestellten an festen Teilen eines nicht bezeichneten Gestells Vorschubwalzen in eine Verformungseinrichtung 2 unterstützten Stützscheibe 14 angeordnet sein. In schräg eingetrieben wird, in der es in üblicher Weise 35 F i g. 5 dagegen ist dargestellt, daß die Stützelemente mittels Walzen 7, 8 und 9 nach dem Dreiwalzenprin- 12 an einem das Rohr 6 von außen umgebenden zip durch plastische Verformung zu einem Rohr 6 mit Stützrahmen 11 angeordnet sind. Die letztgenannte wendeiförmiger Naht verarbeitet wird. Um den Ver- Anordnung ist insbesondere für diejenigen Fälle von formungsvorgang anfänglich bzw. beim Einfahren besonderem Vorteil, in denen das Metallband 5 der eines neuen Rohranfanges zu begünstigen, können 40 Oberseite der Verformungseinrichtung 2 tangential angedeutete Laufrollen 10 (s. auch F i g. 4 und 5) vor- zugeführt wird,
gesehen sein. Beiden Anordnungen ist gemeinsam, daß die in

In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird Gleitführungen 13 gelagerten Stützelemente 12 in das Metallband 5 sowohl innen als auch außen ver- radialer Richtung verstellbar sind, wobei fernerhin schweißt, wozu eine erste Schweißvorrichtung S₁ und 45 vorgesehen sein kann, daß die Stützelemente 12 eineine zweite Schweißvorrichtung S₂ vorgesehen sind. zein oder im ganzen mit der diese Stützelemente tra-Im übrigen ist eine z. B. als Taster ausgebildete Füh- genden Stützscheibe 14 bzw. dem Stützrahmen 11 lereinrichtung D vorgesehen, welche die gegenseitige quer zur Rohrachse verstellbar angeordnet sind. Diese Lage der Bandkanten mißt. Diese Fühlereinrichtung D Anordnung gewährleistet, daß nach der Grobeinstelsteuert einen Motor 4, mit dessen Hilfe ein Trag- 50 lung der Stützelemente 14 auf den jeweils gewünschrahmen 3 um einen Schwenkpunkt M verschwenkbar ten Durchmesser des zu fertigenden Rohres 6 im Verist, auf dem das aus der Verformungseinrichtung 2 lauf des Rohrschweißens eine geringe Nachjustierung auslaufende, auf Rollen 15 geführte Rohr 6 ruht, so des Rohrdurchmessers um wenige zehntel Millimeter daß in bekannter Weise eine Steuerung der Schweiß- durchgeführt werden kann. Hierdurch ist es beispielsspaltbreite im Bereich der ersten Schweißvorrich- 55 weise möglich, an die unterste Grenze der zulässigen tung S₁ vorgenommen werden kann. Rohrdurchmessertoleranz zu gehen und auf diese

Da während der Zeit, in der die erste Schweißnaht Weise Rohrtonnage einzusparen. Auch lassen sich

erkaltet, das Rohr 6 durch das Band 5 weitergescho- hierdurch Toleranzen in der Banddicke ausgleichen,

ben wird, können sich auf das Rohr und das Band Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die

einwirkende Kräfte so lange auf die Rohrform und 60 Genauigkeit der Umfangsunterstützung aus dem

den Rohrdurchmesser auswirken, solange die Naht Grunde so groß und wirksam ist, weil sich genau

noch nicht voll erkaltet ist. Von den genannten Zwän- gegenüber dem ersten Schweißpunkt die neutrale

gungen einmal abgesehen, ergeben sich schon allein Zone des Bandes befindet und diese Zone die Haupt-

dann, wenn man nur das eigene Gewicht des Metall- last der Unterstützung übernimmt.

bandes5 berücksichtigt, insbesondere bei größeren 65 Durch Bandsäbel hervorgerufene Verkürzungen

Durchmessern und geringer Wandstärke, solche Ver- oder Verlängerungen der Bandkanten können sich

formungskräfte, wie sie in den Beispielen α und b in also nach vorliegendem Verfahren zwanglos aus-

F i g. 2 veranschaulicht sind. pendeln, so daß sie sich im Verlauf des Rohrformungs-

und Schweißprozesses in Form von leichtem Kantenversatz, innerhalb der zugelassenen Toleranzen, ohne Stauungen und Gefährdung der Schweißnaht allmählich wieder abbauen.

Nicht nur die Steuerbewegungen werden durch das geschilderte Verfahren reduziert und damit eine Verbesserung der Nahtgüte gewährleistet, sondern von Bedeutung hinsichtlich der Rohrsteuerung überhaupt ist das neue Verfahren insofern, als die Schwenkachse, um die der feste Rohrschenkel zur Steuerung der Lage der Bandkanten im Bereich der Schweißstelle geschwenkt werden soll, ebenfalls mit der Schweißstelle zusammenfällt und durch die erfindungsgemäße Abstützung damit im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen die Schwenkbewegung des Rohres und der Bandschleife praktisch nicht behindert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schraubennahtrohren aus Metallband, bei dem das einlaufende Band in dem Bereich, in dem es aus der Ebene heraus in die Rohrkrümmung verformt und mit der Kante des bereits ein Rohr bildenden Bandes verschweißt wird, in seiner Höhenlage fixiert ist und bei dem das bereits ein Rohr bildende und verschweißte Band an seinem Umfang abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwandung nur in einer Ebene punkt- oder linienförmig abgestützt wird, die durch den Schweißpunkt (S₁) verläuft.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Verformungseinrichtung für das Band, Abstützeinrichtungen für die Rohrwandung und einer Schweißeinrichtung im Bereich der Berührungsstelle der zu verschweißenden Bandkanten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtungen (12) punkt- oder linienförmig ausgebildet sind und auf einer Ebene liegen, die durch den Schweißpunkt (S₁) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (12) als frei drehbar gelagerte, schmale Stützrollen oder Kugeln ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (12) am Umfang einer im Inneren des Rohres (6) an festen Teilen eines Gestells unterstützten Stützscheibe (14) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (12) an einem das Rohr (6) von außen umgebenden Stützrahmen

(11) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente

(12) in radialer Richtung verstellbar sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (12) einzeln oder im ganzen mit der diese Stützelemente (12) tragenden Stützscheibe (14) bzw. einem Stützrahmen (11) quer zur Rohrachse verstellbar angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen