DE1683700A1

DE1683700A1 - Faltstegrohr und Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Faltstegrohren

Info

Publication number: DE1683700A1
Application number: DE19671683700
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing Woegerbauer
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1966-08-09
Filing date: 1967-06-30
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE7028323U; US3545496A; YU32403B; ES141662Y; US3603761A; ES357794A1; DE6606827U; ES357795A1; YU167769A; AT271829B; ES141662U; GB1198809A

Description

16 Q3 700.6-25 13. März 1970

VEREINIGTE ÖSTERBEICHISGHE EISEN-UND STAHLWERKE AKTIENGESELLSCHAFT in Linz (Österreich)

Faltstegrohr und Verfahren und Einrichtung zur Herstellung

von Faltstegrohren

Die Erfindung betrifft ein Faltstegrohr und Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von Faltstegrohren aus Bändern.

Faltstegrohre (Anschlagrohre) finden in zunehmendem Maße Verwendung in der Bauschlosserei, im Portalbau und dergleichen, zur Herstellung von Türen, Fenstern, Skeletten usw. Die Herstellung von Faltstegrohren erfolgte ursprünglich ausschließlich durch Umformen von Rundrohren auf Ziehbänken. Dieses Verfahren ist teuer, da es viele Arbeitsgänge und einen hohen Materialeinsatz erfordert. Faltstegrohre werden weiterhin auch so erzeugt, daß auf einer Rohrschweißanlage nicht Rundrohre, sondern vorgeformte Rohre hergestellt werden. Solche Rohre werden durch einen abschließenden Kaltzug in die beabsichtigte Form gebracht. Dieses Verfahren erfordert vielgerüstige Rohrschweißmaschinen und komplizierte Werkzeugsätze, so daß nach diesem Verfahren hergestellte Faltstegrohre teuer zu stehen kommen. Mit zunehmender Kompliziertheit der Form wird dieses Verfahren immer unrationeller. Die Grenze liegt offenbar bei maximal drei Faltstegen·

Auch bei einem anderen Verfahren, nach welchem es bekannt ist, Zweinahtrohre durch Stumpfschweißen der Kanten von einander gegenüberstehenden Vorprofilen herzustellen, waren die Formungs- «öglichkeiten beschränkt und es waren komplizierte Faltstegrohrforaen, wie sie in zunehmendem Maße von den Verbrauchern gewünscht werden, nicht herzustellen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten, und hat zum Ziel, Faltstegrohre mit großer Formenvariabilität, also auch solche mit vier bis acht Faltstegen, zu schaffen, wobei die Herstellung kontinuierlich auf einer einzigen Anlage mit möglichst geringem ¥orkzeugaufwand erfolgen soll.

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Das erfindungsgemäße Faltstegrohr aus zvei durch Stumpfschweißung miteinander verbundenen, eingeformte Faltstege aufweisenden Teilprofilen, wobei die VerbindungsSchweißnähte in einer durch die Mittelachse des Faltstegrohres gelegten Ebene einander gegenüberliegen, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Teilprofile mindestens einen sich parallel zur Richtung der durch die Verbindungsschweißnähte bestimmten Ebene erstreckenden Faltsteg besitzt.

Bas erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Faltstegrohren dieser Charakteristik mit einer Vielzahl möglicher Profilformen, wobei zwei Blechstreifen fortlaufend durch Passieren von hintereinander angeordneten Formstationen zu Vorprofilen mit äquidistanten Schenkeln geformt werden und die Schenkelkanten stumpf verschweißt werden, besteht darin, daß mindestens eines der Vorprofile mit mindestens einem parallel zur Richtung der Schweißnahtebene gerichteten FaItsteg ausgebildet wird und die Vorprofile, die gleiche oder verschiedene Gestalt aufweisen, unter Bildung der jeweils gewünschten Form des Gesamtprofiles zur Verschweißung der Schenkelkanten zusammengeführt werden. Durch Kombination von zwei Vorprofilen verschiedener oder gleicher Form ist es möglich, aus einer beschränkten Anzahl von möglichen Vorprofilen eine Vielzahl von Faltstegrohren verschiedener Form herzustellen.

Nach einer Variante wird das Formwalzen der beiden Bänder in der gleichen Ebene nebeneinander durchgeführt, worauf die Vorprofile gegeneinander verdrillt und die Kanten verschweißt werden.

Nach einer anderen Variante werden die Bänder i» Ebenen übereinander zu Vorprofilen geformt und die beiden Vorprofile vertikal gegeneinander geführt, so daß die zu verschweißenden Kanten miteinander in Berührung kommen.

Sie Erfindung ist in der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsformen näher erläutert« Ebenso' sind das erfindungsg«»äße Vtrfahren und die zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen in der Zeichnung schematisch erläutert.

In den Fig, 1, 2, 3, 4, 5 und 6 sind sechs (xrundtypen erfin^ dungsgemäßer Faltstegrohre dargestellt, wobei die Fig. 1a, 2a, 3a, 4a, 5a und 6a jeweils die beiden Komponenten darstellen, die durch Schweißung zum zugehörigen Faitstegrohr verbunden sind« Biese Komponenten können auf drei Grundformen zurückgeführt werden, wie si·

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in den Fig. 7, 8 und 9. dargestellt sind. Die in Fig. 7 dargestellte Grundform besitzt rinnenförmiges Profil und besteht aus dem Steg 1, zwei Faltstegen 2 und den freien Flanschen 3. Die Grundform nach Fig. 8 hat ebenfalls rinnenförmiges Profil, besteht aus dem Steg 1, nur einem Faltsteg 2 und den Flanschen 3, und die Grundform nach Fig. 9, die ein reines U-Profil ist, besteht aus dem Steg 1 und den beiden Flanschen 3.

Bas Faltstegrohr nach Fig. 1 ist demnach aus zwei Komponenten gemäß Fig. 8 mit nur einem Steg 2 zusammengefügt, das Faltstegrohr gemäß Fig. 2 aus einer Grundform gemäß Fig. 8 und einer Grundform nach Fig. 9, das Faltstegrohr nach Fig. 3 aus einer Grundform gemäß Fig. 9 und einer Grundform gemäß Fig. 7 usw., wie aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Vie aus den Fig. 1 bis 9 hervorgeht, ist bei allen diesen Dar- ( Stellungen sowohl die Höhe b des DoppeIfIansehes 3 als auch die Breite a des Steges 1 gleich. Es ergibt sich also bei allen Kombinationen der gleiche Innenquerschnitt, so daß die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Typen auch untereinander, z.B. mit Eckverbindungen zu Rahmen, verbunden werden können, ohne die Festigkeit der Gesamtkonstruktion zu beeinträchtigen.

In den Fig. 10 und 10a ist eine Modifikation dargestellt, bei der zwar die Höhe des Flansches ebenso hoch ist wie bei den Grundformen nach den Fig. 7 bis 9, aber die Stegbreite 1' geringer ist. Solche Ausführungsformen, bei denen die eine Breitendimension mit der der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 9 übereinstimmt und die andere kürzer ist, können ebenfalls zum Einbau in Bahmen, z.B. als Sprossen, verwendet werden.

In den Fig. 11, 11a, 12, 12a, 13, 13a, 14, 14a, 15, 15a, 16, 16a, 17, 17a und 18, 18a sind weitere Ausführungsformen von FaItstegrohren dargestellt, die sich unter Verwendung von Grundformen der Fig. 19 bis 21 und gegebenenfalls der Fig. 7 bis 9 ableiten lassen. So ist die Grundform nach Fig. 19 insofern abgewandelt, als der Steg 1^M einen stufenförmigen Absatz 4 besitzt, der sich zum Faltsteg 2 fortsetzt, an den rechtwinkelig der eine Flansch 3' angesetzt ist, der um die Blechstärke langer ist als der andere Flansch 3. In Fig. 20 sind zwei Faltstege 2 und 2^f im rechten Vinkel zueinander und zu dem einen Flansch 3 angeordnet. Die Grundform nach Fig. 21 zeichnet sich dadurch

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aus, daß die Faltstege 2" gegenüber den früher dargestellten Ausführungsformen verlängert und abgewinkelt sind und kürzere Flansche 3 aufweisen.

¥ie ersichtlich, ist das Faltstegrohr nach Fig. 11 aus einer Grundform nach Fig. 19 und aus einer Grundform nach Fig. 8 zusammengesetzt, das Faltstegrohr nach Fig. 12 aus einer Grundform gemäß Fig. 19 und einer Grundform nach Fig. 9, das Faltstegrohr nach Fig.13 aus einer Grundform nach Fig.8 und einer Grundform nach Fig. 20 usv. Das Faltstegrohr nach Fig. 18 ist aus zwei Grundformen nach Fig. 21 zusammengefügt.

Bei allen Darstellungen liegen die Schweißnähte 10 und 10' einander gegenüber in einer durch die Mittelachse der Faltstegrohre gelegten Ebene.

In den Fig. 22 und 23, von denen die eine eine Seitenansicht und die andere eine Draufsicht zeigt, ist das erfindungsgemäße Verfahren in seinen stufenweise fortlaufenden Stadien näher erläutert. Gemäß dieser Darstellung wird von zwei in einer Ebene parallel nebeneinander liegenden Bändern ausgegangen, die von Vorratsrollen 100, 100' abgezogen werden. Die Bänder 11 und 11' werden zur Bildung einer Schlaufe über Umlenkrollen 12 und 12' geführt und nun in einer Reihe von hintereinander angeordneten Formwalzenpaaren 13-13', 14-14', 15-15', 16-16', 17-17' und Walzen 15a und 16a für das Band 11 und 130-130', 140-140', 150-150', 160-160', 170-170' und ¥alzen 15Öa und 160a für das Band 11', zu je einem der Grundprofile gemäß der Fig.8 (Band 11) und der Fig. 19 (Band 11') umgeformt. Zu bemerken ist hiebei, daß in der Praxis, je nachdem, welches Grundprofil geformt werden soll, mehr als fünf Formstationen notwendig sind.

In Fig. 24 wird die Herstellung eines,der Fig. 19 ähnlichen Profiles in aufeinanderfolgenden Stadien des Verformungsprozesses dargestellt. Ausgehend vom Stadium a), das ein flaches Band 11 zwischen zwei Führungsrollen 110 und 110' zeigt, wird gemäß dem Stadium b) durch zwei Formwalzen 200-200' eine sich in Bandrichtung längeerstreckende Sicke erzeugt, die gemäß dem Stadium c) durch zwei Formwalzen 201 a zu einem Steg 2* zusammengewalzt wird, wobei eine weitere, jedoch glatte ¥alze 201 ein Verwerfen der geformten Bahn verhindert. Gemäß Stadium d) und e) werden durch weitere Formwalzen 202-202' und 203-203' die seitlichen Stege 2 und die Flansche 3, 3' vorgeformt. Durch die .alzen 204, 204', 205, 205' sowie das Walzen-

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paar 204a werden gemäß den Stadien f) und g) die Stege 2 und die Flansche 3, 3¹ endgültig geformt. Im Stadium h) wird durch die Walzen 206-206' und das ¥alzenpaar 206a die Stufe 4 im Steg 1' gebildet. Die Formwalzen können aus einzelnen Teilen zusammengesetzt sein, um mit wenigen ¥alzenteilen die verschiedensten Profilbreiten herstellen zu können.

In ähnlicher ¥eise können alle Grundformen nach den Fig. 7 bis 9 bzw. 19 bis 21 und beliebige Modifizierungen dieser Grundprofile hergestellt werden.

Die Fig. 22a und 23a zeigen die Fortsetzung der Vorrichtung gemäß den Fig. 22 und 23. Die Faltstegteilprofile hzw. Faltstegvorprofile 20 und 20' werden zwischen dem letzten Formwalzenpaar 17-17' und 170-170» (Fig. 22 und 23) und einem mit Rollen 21, 21', 21" aus- ^ gestatteten Verwindegerüst 210 zueinander verdrillt, so daß die freien Flansche 3, 3' einander gegenüberstehen, wie in den Fig. 1a bis 6a und 11a bis 18a gezeigt. In dieser Stellung laufen die einander gegenüberstehenden Vorprofile 20, 20' in die Schweißmaschine 220 ein. Diese besteht, wie an sich bekannt, aus einer Spreizeinrichtung 230, z.B. einem Spreizdorn 23 oder Spreizwalzen 40, Druckrollen 24, 24', 24" und zwei, durch eine Feder 22' an die Vorprofile 20, 20' angepreßten Schweißbacken 22, die den erforderlichen Strom über eine Schweißstromzuführung 25 erhalten. Der Schweißvorgang beruht darauf, daß die Kanten der Flansche 3, 3', unter einem spitzen Winkel zusammengeführt, einen sogenannten Kerb bilden, um den der elektrische Strom in hoher Konzentration herumfließt und die Schweißung bewirkt. 26 ist ein A Gleichrichter, 27 ein Hochfrequenzgenerator und 28 ein Anpassungstransformator, Mit 29 ist eine Kühleinrichtung und mit 30 ein Satz Ton Auszieh- und Bichtrollen bzeichnet.

In Fig· 25 ist eine Variante des Herstellungsverfahrens erläutert, bei der zwei Seihen von Formwalzgerüsten mit Formwalzenpaaren nicht nebeneinander wie in Fig. 23, sondern hintereinander und vertikal übereinander angeordnet sind. Das Band 11 läuft hier in die erste Serie von Formwalzenpaaren ein, von denen drei, 31-31'» 32-32' und 33-33' dargestellt sind, wobei das Bani 11 in dor in Fig. 25a dargestellten i/eise verformt wird, väJirend der StrG.i,;Csn bzw* das Band 11' unverformt bleibt« In dar clahiiit-?!· und voxti'kal ?>aeh. unten versetzt angeordneten zweiten Serie von Ί?οτΐα·>:%1τί>η-£-&^ί:.'"$η_ΐ von denen wieder drei mit 310-310', 32Ö-320^s und 330-330' !vssöiöhxof. aiad, bleibt, wie

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aus Pig. 25b ersichtlich, das Profil 20 unverformt, während das Band 11' zum Profil 20' geformt wird. Bei dieser Ausführungsvariante des Verfahrens brauchen die Profile nicht zueinander verdrillt zu werden, sondern sie werden in der Vertikalebene einander genähert, bis sich die zu verschweißenden Flanschkanten gegenüberstehen, und dann, in der Schweißeinrichtung 22 verschweißt. Das Herstellungsverfahren, wie in Fig. 25 erläutert, wird dann zu bevorzugen sein, wenn verhältnismäßig komplizierte Profile mit mehreren Faltstegen, die einer Verdrillung einen größeren Widerstand entgegensetzen, erzeugt werden sollen.

In den Fig. 26 und 27 ist eine Möglichkeit der Schweißstromzuführung, in den Fig. 28 und 29 eine andere Möglichkeit und in Fig.30 und 31 eine dritte Möglichkeit der Schweißstromzuführung veranschaulicht. Bei der Variante nach Fig. 26 und 27 wird Niederfrequenzstrom von Transformatoren 42 über Elektrodenrollen 34 und 35, die in Förderrichtung der Profile 20, 20' gegeneinander versetzt sind, zugeführt. Sie Rollen 34 und 35 sind in Forderrichtung und gegeneinander entsprechend der Maße c, d verstellbar. Der Sinn dieser Verstellbarkeit ist der, daß bei Verwendung von Niederfrequenz-Schweißstrom bei unsymmetrischen Faltstegrohren das Problem auftritt, die beiden stumpf aufeinanderstoßenden Flansche- gleichmäßig zu erwärmen. ¥enn nämlich ein U-Profilflansch mit Faltsteg einem solchen ohne Faltsteg gegenübersteht, würde der zu verschweißende Flansch des U-Profils mit Faltsteg kühler bleiben als der Flansch ohne Faltsteg. Durch die Verstellbarkeit der Stromzuführungsrollen ist die Möglichkeit gegeben, Unterschiede in der Erwärmung auszuschalten.

In den Fig. 28 und 29 ist die bevorzugte Ausführungsfora des Schweißens mit Hochfrequenzstrom dargestellt, der über die Gleitkontakte 36 und 37 zugeführt wird. Mit 38 und 39 bzw. 40 sind wieder die Druck- bzw. Spreizrollen bezeichnet.

Nach den Fig. 30 und 31 wird der Schweißstrom über eine das Profil in gleichmäßigem Abstand umschließende Induktionsspule 41 zugeführt, die einen entsprechenden Strom in den Vorprofilen 20 und 20' induziert, der durch die gegenüberliegenden Flanschkanten geschlossen wird, die sich dab&i erhitzen und verbinden« Mit 38 und 39 sind wieder Druckrollen. im& mi-^]. 4'-*. ''r^^iy.sOXlan bezeichnet*

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1. Faltstegrohr aus zwei durch Stumpfschveißung miteinander verbundenen, eingeformte Faltstege aufveisenden Teilprofilen, -wobei die Verbindungsschweißnähte in einer durch die Mittelachse des Faltstegrohres gelegten Ebene einander gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Teilprofile mindestens einen sich parallel zur Richtung der durch die Verbindungsschweißnähte (1O, 10') bestimmten Ebene erstreckenden Faltsteg (2) besitzt.

2. Verfahren zur Herstellung von Faltstegrohren nach Anspruch 1 mit einer Vielzahl möglicher Profilformen, wobei zwei Blechstreifen fortlaufend durch Passieren von hintereinander angeordneten Formstationen zu Vorprofilen mit äquidistanten Schenkeln geformt werden und die Schenkelkanten stumpf verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Vorprofile mit mindestens einem parallel zur Richtung der Schweißnahtebene gerichteten Faltsteg ausgebildet wird und die Vorprofile, die gleiche oder verschiedene Gestalt aufweisen, unter Bildung der jeweils gewünschten Form des Gesamtprofiles zur Verschweißung der Schenkelkanten zusammengeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pormwalzen der beiden Bänder in der gleichen Ebene nebeneinander durchgeführt, die Vorprofile gegeneinander verdrillt und die Kanten verschweißt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder in Ebenen übereinander zu Vorprofilen geformt und die beiden Vorprofile vertikal gegeneinander geführt werden, so daß die zu verschweißenden Kanten miteinander in Berührung kommen.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen in an sich bekannter Weise unter Ausnutzung des elektrischen Kerbeffektes induktiv oder konduktiv erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschweißung von Vorprofilen verschiedener Ausbildung, wobei die Faltstege in bezu» auf die Schweißebene unsymmetrisch angeordnet sind, die Stromzuführungsrollen in Förderrichtung

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gegeneinander versetzt sind, so daß die zu verschweißenden Kanten auf gleiche Temperatur erhitzt werden.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anzahl von hintereinander angeordneten Formeinrichtungen, insbesondere Formwalzgerüsten (13—13*, 14-14«, 15-15',16-16·, 17-17', 15a, 16a; 130-130', 140-140', 150-150', 160-160', 170-170', 150a, 160a) zur Formung der Vorprofile (20, 20'), eine Einrichtung zum Zusammenführen der zu verschweißenden Kanten der Vorprofile und eine Schweißeinrichtung (220) zum stumpfen Verschweißen der gegeneinandergeführten freien Kanten der Vorprofile.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Vellen der Formwalzgerüste je zwei Formwalzwerkzeuge (13-13', 14-14', 15-15', 16-16», 17-17'; 130-130', 140-140', 150-150«, 160-160', 170-170') nebeneinander angeordnet sind und die Einrichtung zum Zusammenführen der Kanten ein Verwindegerüst (210) ist, welches eine Führung zum Verdrillen mindestens eines der Vorprofile (20, 20') aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Serien von Formwalzgerüsten (31-31', 32-32', 33-33'; 31O-31O¹, 320-320', 330-330') zur Formung je eines Vorprofiles (20 bzw. 20') hintereinander und vertikal übereinander angeordnet sind und hinter der zweiten Serie der Formwalzgerüste eine Einrichtung zum vertikalen Zusammenführen der beiden Vorprofile vorgesehen ist.

10, Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Niederfrequenz-Schweißmaschine mit konduktiver Stromzuführung über Elektrodenrollen (34, 35), wobei die Elektrodenrollen in Förderrichtung gegeneinander versetzt und ihr Abstand gegeneinander verstellbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Hochfrequenz-Schweißmaschine mit konduktiver Stromzuführung über Gleit— kontakte (36, 37), die an die einander gegenüberstehenden Flansche der Vorprofile (20, 20') anstellbar sind.

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