DE1800981A1

DE1800981A1 - Shaping a flat strip eg of metal into a tube

Info

Publication number: DE1800981A1
Application number: DE19681800981
Authority: DE
Inventors: Vilem Eckhardt
Original assignee: Driam AG
Current assignee: Driam AG
Priority date: 1968-10-03
Filing date: 1968-10-03
Publication date: 1970-08-20
Also published as: DE1800981B2; FR1600728A

Abstract

Shaping a flat strip, e.g. of metal, into a tube Process esp. concerns the production of a pipe that is seam-welded along its length from a strip during its movement in a longitudinal direction. The strip is first bent along the centre of its width and the two edge sections are then provided with the curvature of the finished profile or of the finished pipe. The central section is subsequently brought in the opposite direction to the desired curvature while keeping the curvatures of the edge sections the same.

Description

Verfahren zum Profilieren eines ebenen Bandes und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Profilieren eines ebenen Bandes, vorzugsweise zum Herstellen eines längsnahtgeschweissten Rohres aus einem ebenen Band während seiner Bewegung in Bandlängsrichtung. Method for profiling a flat strip and device for Exercising This Method The invention relates to a method of profiling a flat strip, preferably for the production of a longitudinally welded pipe from a flat strip during its movement in the longitudinal direction of the strip.

Sollten bisher ebene Bänder zu rinnen- oder rohrförmigen Teilen verformt werden, so wurden mehrere Rollenpaare mit Abstand hintereinander angeordnet, die das ebene Band immer stärker krümmten, bis es die gewflnschte Form erreicht hatte.Previously flat belts should be deformed into channel-shaped or tubular parts are, several pairs of rollers were arranged one behind the other at a distance, the the flat band curved more and more until it had reached the desired shape.

Sollte ein lngsnahtgeschweisstes Rohr erzielt werden, dann waren nur noch die beiden Längskanten des entsprechend gekrümmten Rohres miteinander zu verschweissen. Das Band wurde dabei beim Durchgang duroh Jedes der Rollenpaare her die Streckgrenze hinaus beansprucht, so dass sich das Gefüge derart Sonderte, dass die fertigen Rohre zwecks Erzielung einer garantierten Güte abgeglüht werden mussten.Darüberhinaus wird durch die ungleichmässige Beanspruchung des Bandes die Länge einer Rinne bzw. eines Rohres um 4 bis 8 s länger als die Länge des zur Herstellung des entsprechenden Profiles benutzten Bandes - ganz davon abgesehen, dass das Fertigprodukt meist noch durch weitere Rollensätze nachgerichtet werden muss, was zusätzliche Spannungen entstehen lässt.Should a longitudinally welded pipe be achieved, then only were still to weld the two longitudinal edges of the correspondingly curved pipe together. The tape became duroh each of the pairs of rollers her the yield point stressed out so that the structure so special that the finished tubes had to be annealed in order to achieve a guaranteed quality the uneven stress on the belt reduces the length of a channel or of a pipe by 4 to 8 s longer than the length of the pipe used to manufacture the corresponding one Profiles used tape - quite apart from the fact that the finished product is mostly still must be readjusted by further sets of rollers, which creates additional tension creates.

Da das Gewicht der Rollenpaare bzw. Rollensätze im Verhältnis zum Durchmesser der herzustellenden Rohre od. dgl. anwächst, werden auf diesem Wege praktisch nur längsnahtgeschweisste Rohre mit verhältnismässig geringem Durchmesser gefertigt. -Weil die Maschinen zum Verformen ebener Bänder unverhältnismässig teuer sind, lohnt sich das Erstellen einer solchen Anlage nur dann, wenn die Jahresproduktion so hoch liegt, dass die Anlage mindestens wShrend zweier Schichten in Betrieb ist. Dies führt in industralisierten Ländern zu Überproduktion von Rohren, in unterentnickelten Ländern werden nur Rohre gefertigt, die einen Durchmesser von 4 Zoll nicht übersteigen. Hinzu kommt@dass diese Art der Fertigung durch die Begrenzung der Banddicke belastet ist, es lassen sich weder verhältnismässig dünnwandige noch verhältnismässig dickwandige Rohre herstellen.Since the weight of the roller pairs or roller sets in relation to the The diameter of the pipes to be produced or the like grows in this way practically only longitudinally welded pipes with a relatively small diameter manufactured. -Because the machines for deforming flat strips are disproportionately expensive such a system is only worthwhile if the annual production is so high that the system is in operation for at least two shifts. In industrialized countries this leads to overproduction of pipes and in underdeveloped ones Countries only pipes are manufactured that do not exceed a diameter of 4 inches. In addition, this type of production is burdened by the limitation of the strip thickness is, it can be neither relatively thin-walled nor relatively thick-walled Manufacture pipes.

Bekannt ist es auch, längsnahtgeschweisste Rohre dadurch herzustellen, dass langgestreckte Streifen oder Bleche aus Metall durch eine trichterförmige Ziehdüse gezogen oder geschoben werden. Um die dabei aurtretenden Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man beispielsweise dafür gesorgt, dass der Hauptteil des Ziehkanals von aus gegeneinander verstellbaren Hälften bestehenden sowie an der Aussenseite des Werkstückes angreifenden Hilfsformbacken mit offener, konkaver sowie dem runden Austrittsquerschnitt zustrebender Arbettsfläche gebildet ist, die in bekannter Weise aus einem das Ziehen ohne Schmierung ermöglichenden weichen Werkstoff, z.B. Holz, bestehen, und dass zwischen diesen trichterartigen Hilfsformbacken, an deren Endprofil anschliessende schmale Hauptformbacken mit metallischer, z.B. aus Aluminiumbronze bestehender Arbeitsoberfläche angeordnet sind, die einen spa@@-förmigen, geschlossenen sowie in Verformungsrichtung gleichbleibenden Ouerschnitt aufweisen (DBP 1.188.541). Das Profil der einzelnen Haupt- und Hilfsformbacken nähert sth zum Ende der Vorrichtung hin immer mehr der Kreisform, während zwischen den aufeinanderfolgenden Haupt- und Hilfstormbacken nur ganz kurze Zwischenräume vorhanden sind. Praktisch wird das ebene Band in den beiden Randbereichen in Sinne der gewünschten endgültigen Krümmung verformt, bis es Kreisring-Querschnitt angenommen hat.It is also known to manufacture longitudinally welded pipes by that elongated strips or sheets of metal through a funnel-shaped drawing nozzle be pulled or pushed. In order to eliminate the difficulties that arise, For example, it has been ensured that the main part of the drawing channel from mutually adjustable halves existing as well as on the outside of the workpiece attacking auxiliary mold jaws with open, concave and round outlet cross-sections towards aspiring Arbettsfläche is formed, which in a known manner from a pulling without lubrication enabling soft material, e.g. wood, and that between these funnel-like auxiliary mold jaws, adjoining their end profile Narrow main mold jaws with a metallic work surface, e.g. made of aluminum bronze are arranged, which have a spa @@ - shaped, closed and in the direction of deformation have a constant cross-section (DBP 1,188,541). The profile of each The main and auxiliary mold jaws are closer and closer to the end of the device Circular shape while between the successive main and auxiliary torch jaws there are only very short gaps. The flat belt in the deformed both edge areas in the sense of the desired final curvature until it has assumed a circular cross-section.

Ob man Rollenptare, Backen oder Formschablonen, in die das Band zunächst flash einläuft und in d@n@n es allmählich zu dem kreisringförmigen Querschnitt des Rohres gebogen wird, benutzt, immer sind Dehnungs- und Stauchungsbeanspruchungen in Kauf zu nehmen. Die spezifische Beanspruchung des Bandes wird zwar geringer, je länger die dem Verformen dienende Vorrichtung ist, bedingt dann aber eine recht erhebliche Baulänge der Vorrichtung, was unerwünscht ist. Die Verteilung von Dehnungs- und Stauchungsbeanspruchungen lässt sich zwar dadurch beeinflussen, dass der Einlaufpunkt des Bandes in die Vorrichtung in seiner Lage zur Rohrachse verlegt wird. Man hat daher darauf Wert gelegt, das Band insbesondere in der Mähe des Einlaufpunktes und beim Erreichen des Kreisquerschnittes gut zu führen und durch die Form des Werkzeuges einen Ausgleich der Beanspruchungen herbeizuführen (DBP 919.405).Whether you have roll slabs, baking or mold templates in which the tape initially flash enters and in d @ n @ n it gradually becomes the circular cross-section of the pipe is bent, there are always expansion and compression loads to accept. The specific stress on the belt is reduced, the longer the deforming device is, it then requires a right one considerable overall length of the device, which is undesirable. The distribution of strain and compressive stresses can be influenced by the fact that the inlet point of the tape is laid in the device in its position relative to the pipe axis. One has Therefore it is important to the belt especially in the vicinity of the entry point and easy to guide when reaching the circular cross-section and by the shape of the tool to bring about a compensation of the stresses (DBP 919.405).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das ebene Band so zu verformen, das seine Beanspruchungen trotz verhältnismässig geringer Länge der Verformungsvorrichtung minimal sind und dementsprechend die zum Bewegen des Bandes erforderliche Leistung gering und die Änderungen des Bandgefüges unerheblich sind.The invention is now based on the object of the flat band so too deform that its stresses despite the relatively short length of the deformation device are minimal and, accordingly, the power required to move the belt small and the changes in the band structure are insignificant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das ebene Band zunächst im mittleren Bereich seiner Breite in entgegengesetzter Krümmung des fertigen Profils bzw. des fertigen Rohres verformt wird und darauf die beiden Randbereiche mit der Krümmung des fertigen Profils bzw. fertigen Rohres versehen werden, worauf der mittlere Bereich unter Beibehaltung der Krümmungen der Randbereiche in entgegengesetzter Richtung aur die Krümmung des fertigen Profils bzw. fertigen Rohres gebracht wird, wobei die Zuführeinrichtung des zunächst nur im mittleren Bereich gekrümmten Bandes unter einem spitzen Winkel zur Auslaufrichtung des Profils bzw.According to the invention, this object is achieved in that the flat Band initially in the middle of its width in opposite curvature of the finished profile or the finished pipe is deformed and on it the two edge areas with the curvature of the finished profile or finished tube be provided, whereupon the middle area while maintaining the curvatures of the Edge areas in the opposite direction to the curvature of the finished profile or finished pipe is brought, the feed device of the initially only in the middle area of the curved strip at an acute angle to the direction of discharge of the profile or

Rohres verläuft. Es werden also im Gegensatz zu dem herkOmmlichen Verfahren nicht zunächst die beiden Randbereiche des ebenen Bandes gekrümmt und dann auch der mittlere Bereich, sondern es wird zunächst nur der mittlere Bereich entgegengesetzt der späteren Krümmung gekrtlmmt, und zwar zweckmässigerweise durch die dem Durchschieben durch eine entsprechende Vorrichtung dienenden Vorschubwalzen, von denen die eine im Querschnitt im wesntlichen konkav, die andere im wesentlichen konvex ausgebildet ist. Die durchgeführten Versuche zeigten, dass sich ein ebenes Band mit minimalen Kräften zu einem hSngsnahtgeschweissten Rohr verformen lässt, obwohl die benutzte Vorrichtung eine verhältnismässig geringe Länge aufwies und die der Verformung dienenden Flächen der Vorrichtung aus Metallbändern bestanden.Pipe runs. So it will be contrary to the conventional one Do not first curve the two edge areas of the flat band and then also the middle area, but initially only the middle area curved opposite to the later curvature, expediently through the feed rollers used for pushing through a corresponding device, One of which is essentially concave in cross-section, the other essentially is convex. The tests carried out showed that a level Allows the tape to be deformed into a longitudinally welded pipe with minimal forces, although the device used had a relatively short length and the deformation used surfaces of the device consisted of metal strips.

Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Zeichnungen schematisch erläutert. Es zeigt: Figur 1 den Querschnitt des im mittleren Bereich gekrflmmten Bandes (teilweise gestrichelt) im Bereich des Einlaufpunktes und des dann auch in den Randbereichen gekrummten Bandes (voll ausgezogen), Figur 2 einen Querschnitt des Bandes, nachdem die im mittleren Bereich gegebene Krümmung wieder rückgängig gemacht worden ist, Figur 3 einen Querschnitt durch das Band, nachdem auch der mittlere Bandbereich im Sinne der Krümmung des fertigen Profils bzw. fertigen Rohres vorgekrümmt ist, Figur 4 einen Querschnitt des zu.einem Rohr verformten Bandes, Figur 5 eine Seitenansicht eines Bandes während seiner Verformung.The invention is illustrated schematically with reference to the following drawings explained. It shows: Figure 1 shows the cross section of the central area curved strip (partially dashed) in the area of the inlet point and the then also in the edge areas of the curved band (fully drawn out), FIG. 2 Cross-section of the band after the curvature given in the central area again has been undone, Figure 3 is a cross-section through the tape after also the middle band area in terms of the curvature of the finished profile or manufacture Tube is pre-curved, Figure 4 shows a cross section of the band deformed into a tube, Figure 5 is a side view of a band as it is being deformed.

Figur 6 eine Aufsicht auf Figur 5 und Figur 7 Querschnitte durch das Band, um die Verformungsstufen zu veranschaulichen.FIG. 6 shows a plan view of FIG. 5 and FIG. 7 shows cross sections through the Tape to illustrate the deformation stages.

Das ebene, über eine Stützrolle S zugeführte Band 1 wird zunächst in seinem mittleren Bereich 2 entgegengesetzt der Krümmung des fertigen Profils bzw, fertigen Rohres verformt, und zwar durch Vorschubwalzen V1 und V2 (Figur 5) im wesentlichen konkaven bzw. konvexen Querschnitts. Jede der beiden Vorschubwalzen besteht aus mehreren Ringkörpern, von denen nur die mittleren antreibbar sind, während die aussen liegenden Ringkörper frei drehbar gelagert sind.The flat band 1 fed via a support roller S is initially in its middle area 2 opposite to the curvature of the finished profile or deformed finished pipe, namely by feed rollers V1 and V2 (Figure 5) substantially concave or convex cross-section. Each of the two feed rollers consists of several ring bodies, of which only the middle can be driven, while the outside lying ring body are freely rotatable.

Selbstverständlich können die mittleren Ringkörper auch mit der die äusseren Ringkörper lagernden Antriebswelle einstückig sein. Verlässt das Band diese Vorschubwalzen, dann erscheinen die beiden Wandbereiche 3,3 als gerade Linie, wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet So vorgeformt, wird das Band dann einer Vorrichtung zugeführt, die das Band zunächst auch in den beiden Randbereichen verformt, jedoch entgegengesetzt der Krümmung, die das Band kurz vorher im mittleren Bereich erfuhr, und zwar zweckmässigerweise mit dem Krümmungsradius, der dem Krümmungsradius des fertigen Rohres entspricht, soll das ebene !3and zu einem längsnahtgeschweissten Rohr verformt werden. Im dargestellten Fall (Figur 1) ist angenommen, dass die Bogenlänge b1 gleich der Hälfte des Umfanges des fertigen Rohres ist, während die Länge der Bögen b2 Je gleich einem Viertel des Umfanges des fertigen Rohres ist, obwohl dies nicht so sein muss. In diesem Fall ist dann die Breite Bo des nur !n mittleren bereich gekrümmten Bandes etwa 10 % reringer als die Breite B des Ausgangsmaterials, die dem Umfang des fertigen Rohres entspricht. Dadurch verringern sich die Dehnungs- und Stauchungsbeanspruchungen recht erheblich. Eine Beanspruchung über die Streckgrenze hinaus erf@gt nur in Querrrichtung des Bandes.Of course, the middle ring body can also with the outer ring body bearing drive shaft be in one piece. If the tape leaves this Feed rollers, then the two wall areas 3, 3 appear as a straight line, like In Figure 1 indicated by dashed lines. So preformed, the tape is then a device supplied, which initially deforms the tape in the two edge areas, however opposite to the curvature that the band experienced shortly before in the middle area, and expediently with the radius of curvature that corresponds to the radius of curvature of the finished pipe, the flat! 3and should be longitudinally welded Tube are deformed. In the case shown (Figure 1) it is assumed that the arc length b1 is equal to half the circumference of the finished pipe, while the length of the Bends b2 each is equal to a quarter of the circumference of the finished pipe, although this is doesn't have to be like that. In this case, the width Bo of the only! N central area is then curved band is about 10% smaller than the width B of the starting material, the the scope of the finished pipe. This will decrease the elongation and compression loads are quite considerable. A strain beyond the yield point occurs only in the transverse direction of the belt.

Unter Beibehaltung der Krümmung der beiden Randbereiche 3 irird nun der mittlere Bereich 2 des Bandes i 10 verformt, dass dieser mittlere Bereich im Schnitt durch das Band wieder als Gerade erscheint, und dann eftt wird dieser mittlere Bereich unter Beibehaltung der Krümmung der Randbereiche stetig weiterverformt (Figur 3), bis das ganze Band an allen Stellen die gleiche Krümmung aufweist (Figur 4).While maintaining the curvature of the two edge regions 3, it is now irird the middle area 2 of the band i 10 deforms that this middle area in the Section through the band appears again as a straight line, and then this middle one becomes eftt Area continuously deformed while maintaining the curvature of the edge areas (Fig 3) until the entire band has the same curvature at all points (Figure 4).

Aus den Figuren 5 und 6 ist zu ersehen, dass das Verformen des Bandes zum Rohrquerschnitt auf verhältnismässig kurzem Wege erfolgt. Der Verformungsverlauf von der Stelle A über die Stellen 8, C bis zum Stelle D der Figuren t bis 4 ist an Figuren 5 und 6 klar ersichtlich, so dass es weiterer Erläuterungen nicht bedarf. Es sind Jedoch die den Querschnitten entsprechenden LEngskanten mit X, die Mlttcllinie des Bandes mit Y und die Längsachse des Rohres mit Z bezeichnet, um das Zurechtfinden zu erleichtern. Der Winkel, unter dem das im mittleren Bereich gekrümmte Band in eine nicht dargestellte Vorrichtung einläuft, ist mit i (Figur 5) bezeichnet.It can be seen from FIGS. 5 and 6 that the deformation of the band takes place over a relatively short distance to the pipe cross-section. The course of the deformation from point A through points 8, C to point D in FIGS clearly visible in FIGS. 5 and 6, so that further explanations are not required. However, they are the longitudinal edges with X corresponding to the cross-sections, the middle line of the tape with Y and the longitudinal axis of the pipe with Z to help you find your way around to facilitate. The angle at which the band, curved in the central area, turns into a device, not shown, enters, is denoted by i (Figure 5).

Dort, wo die Vorschubwalzen aur das Band einwirken, werden die Querfasern des Bandes Aber ihre Streckgrenze beansprucht, si können sich nicht selbständig zurückbilden. Die Längsfaserbeanspruchung bleibt innerhalb der Elastizitätsgrenze.The cross fibers become where the feed rollers act on the belt of the tape But its elastic limit claimed, you can not be independent regress. The longitudinal fiber stress remains within the elastic limit.

Hieraus erklärt sich die Energie-Ersparnis und die geringe Beeinträchtigung der Güte des Materials während der Verformung.This explains the energy savings and the low impact the quality of the material during deformation.

Die Verformung kann auch an einem im Walzwerk oder einer Strangpresse od. dgl. vorgeformten Band begonnen werden, dessen Querschnitt den Querschnitten entspricht, die Figur 1 zeigt.The deformation can also take place in a rolling mill or an extrusion press Od. The like. Preformed tape are started, the cross-section of which corresponds to the cross-sections corresponds to that shown in FIG.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for profiling a flat strip, as a precautionary measure for the production of a longitudinally welded pipe a flat belt, during its movement in the longitudinal direction of the belt, d a d u r c h g e k e n n $ e i c h -n e t that the tape is next in the middle of its Width opposite to the curvature of the finished profile or pipe is deformed and then the two edge areas with the curvature of the finished profile or the finished pipe, whereupon the middle area is maintained the curvature of the edge areas in the opposite direction to the curvature of the finished profile or the finished Ro @@ s is brought, the feed direction of the band, which is initially only curved in the central area, at an acute angle (α) runs towards the outlet direction of the profile or pipe.

2. Apparatus for practicing the method according to claim 1, g e k It is indicated by a pair of feed rollers, each made up of ring bodies (V1, V2) with variable center distance, one of which is essentially in cross-section concave, the other is essentially convex is and in that only the middle ring bodies can be driven.

Device according to claim 2, d u r c h g e -k e n @ t e i c h n a t that the feed rollers (V1, V2) are mounted in such a way that the feed angle (#) adjustable and can be changed while a band is deformed.

4. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n s e b c N e t that adjustable means are provided behind the feed rollers (V1, V2) are the tape preformed by the feed rollers in the two edge areas on the curvature of the finished profile or

Bring the pipe, and then also the middle area against the deform the band at first given curvature. s e r @ @