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"Vorrichtung zur Herstellung von runden Rohren Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von runden Rohren.
| Bei der bisherigen Herstellung von Rohren wurden beispielsweise |
| ein Band zunächst zu einem runden Schlitzprofil verformt, dieses |
| Profil zu einem geschlossenen Profil verschweißt und gegebenenfal |
durch eine Nachkalibrierung ein völlig runder Querschnitt erreicht. Zur Nachkalibrierung
wurden einerseits Walzen bzw. Richtrollen verwendet. Andererseits ist es auch bekannt
geworden, noch nicht völlig runde Rohre zu expandieren, d. h. in einen durch zwei
Schalen gebildeten Raum einzubringen, dessen Innendurchmesser dem gewünschten Außendurchmesser
des Rohres entsprach. Nun wurde in dem Rohr beispielsweise mittels Wasser über ein
die Fließgrenze
des Materials hinausreichender Druck erzeugt, sodaß
sich das Rohr ausdehnte und die Form des Expanders annahm.
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Diese Herstellung von Rohren ist relativ umständlich, da zur Kalibrierung
einerseits die Walzen bzw. Richtrollen bei der Verformung erforderlich sind und
andererseits eine Nachformung des geschlossenen Profils. Bei der Verwendung eines
Expanders muß die Verformung schon relativ genau sein, da bei zu großen Abweichungen
des zu expandierenden Rohres von der vorgesehenen Endform dieses nicht in den Expander
eingebracht werden kann.
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Daneben ist es auch bekannt geworden, eine Rohrleitung aus zwei an
den Kanten miteinander verschweißten Flachbändern herzustellen.
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Bei diesem Verfahren werden die miteinander verschweißten Blechbänder
an der Verlegungsstelle durch erhöhten Innendruck aufgeweitet. Das erwähnte Verfahren
ist jedoch nur bei der Herstellung von Rohrleitungen mit geringem Durchmesser und
geringer Wandstärke anwendbar ; bei größeren Durchmessern und Wandstärken besteht
die Gefahr, daß das Material insbesondere in der Nähe der Schweißnaht zu stark beansprucht
wird und reißt.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Herstellen
von runden Rohren wesentlich zu vereinfachen und insbesondere eine doppelte Kalibrierung
zu vermeiden.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zunächst ein nichtrunde
Rohr
durch mindestens eine Länganahtschweißung aus mindestens einem Blechstreifen hergestellt
wird und daß in die beiden Enden des Rohres je ein sich in Bewegungsrichtung verjüngender
Stempel eingedrückt wird, wobei die rückwärtigen Enden der Stempel rund sind und
einen dem herzustellenden Rohr entsprechenden Umfang besitzen und in den runden
Enden Dichtungsmittel zur Herstellung einer Dichtung mit der Rohrwandung an den
Enden des Rohres vorgesehen sind, sowie dadurch, daß durch mindestens einen Stempel
ein Medium unter einem zur Rundung hinreichenden Druck in das Rohrinnere eingeführt
wird.
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Der Erfindung liegt somit zunächst die Erkenntnis zugrunde, daß bei
einem Expander bisheriger Bauart die äußeren Schalen nicht erforderlich sind ; wie
eingehende Versuche gezeigt haben, ist eine Rundformung durch erhöhten Innendruck
ohne die die Ausdehnung begrenzenden Schalen besser durchzuführen, als mit diesen
Schalen. Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß die ohne Schalen
um expandierenden Rohre auch nicht annähernd rund sein müssen, um dieser Expansion
ohne Außenschale unterworfen werden zu können. Dies ist insofern sehr bedeutungsvoll,
als die Rohre mit einem nichtrunden Vorprofil wesentlich leichter hergestellt werden
können, als die wenigstens nahezu runden Rohre Vorzugsweise sind die längsnahtgeschwelSten
Rohre vor der Expansion flachoval, d. h. der Querschnitt besteht aus zwei im wesentlichen
halbkreisförmigen Teilen, die durch zwei im wesentlichen ebene Zwischenstücke miteinander
verbunden sind. Rohre mit einem
derartigen Profil sind sehr leicht
herstellbar.
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Die Erfindung ist bei praktisch allen auftretenden Rohrdurchmesserr
anwendbar. Die Wandstärke kann ohne weiteres über 3 mm hinausgehen.
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Wie sich herausgestellt hat, bleibt die Wandstärke beim Expandieren
unverändert.
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Bemerkenswert ist nach der Erfindung, daß entgegen einem Vorurteil
der Technik eine Ausweitung durch Innendruck einerseits von nichtrunden Rohren möglich
ist, wobei die runde Querschnittsform mit beliebiger Genauigkeit erreicht werden
kann und anderseits, daß bei einer derartigen Aufweitung keine Gesenke gemäß den
bisherigen Expandern verwendet werden müssen.
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Es hat sich somit völlig überraschend ergeben, daß einerseits ohne
ein Gesenk die gleichen Erfolge erzielt werden können, wie
| mit einem Gesenk und andererseits auch Rohre rund geformt werden |
| können, deren Querschnittsform in erheblichem Maße von der
Rund- |
| form abweicht. |
Die Vorrichtung zum Aufweiten von nichtrunden, vorzugsweise flachovalen Rohren zeichnet
sich durch zwei relativ zueinander bewegbare Stempel mit sich verjüngenden Enden
aus, wobei diese Enden einander zugekehrt sind und die einander abgekehrten Enden
rund sind und Dichtungsmittel zur Herstellung einer Dichtung mit der Innenfläche
einer umgebenden Rohrwandung besitzen, weiterhin durc
mindestens
einen durch einen Stempel verlaufenden Kanal zur Zuführung von einem unter Druck
stehenden Medium zu dem Raum zwischen den beiden Stempeln.
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Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert
werden, wobei zeigen Fig. 1 und 2 je eine Vorrichtung zum Ausweiten von Rohren und
Fig. 3 eine beispielsweise Ausführungsform eines Stempels.
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Nach der Erfindung wird nicht wie bisher üblich zunächst ein noch
offenes aber rundes Rohr hergestellt, sondern ein Rohr, welches noch nicht die gewünschte
Endrundform besitzt. Das hat zunächst zur Folge, daß die Herstellung des geschlossenen
Profils wesentlich vereinfacht ist, da sich ein nicht rundes Rohr, d. h. beispielsweise
ein Rohr mit ovalem oder flachovalem Querschnitt leichter herstellen läßt. Das erfindungsgemäß
herzustellende Profil kann beispielsweise zwei parallel zueinander ebene Seiten
besitzen, die durch halbrunde Zwischenstücke miteinander verbunden sind. Der Abstand
zwischen den beiden äußersten Punkten der Zwischenstücke kann dabei durchaus mehr
als der doppelte Abstand der beiden ebenen
| SeitenstUcke voneinander betragen. Das auf diesem Wege vorgeformte |
| C> |
nichtrunde Rohr wird nunmehr lediglich an den Enden durch Einführen eines Stempels
auf die runde Querschnittsform gebracht, sodaß diese Endstücke der Form des endgültigen
Rohres entsprechen. Nunmehr wird durch die Endstücke ein unter Druck stehendes Medium
in
das Rohrinnere eingeführt und das Rohr hierdurch gerundet, bis
es endgültige Form erlangt hat.
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Der Druck ist dabei so bemessen, daß das Material bis an die Fließgranze
beansprucht wird, d. h. daß der Umfang des Rohres sich gerade nicht oder höchstens
unwesentlich vergrößert. Dieser Punkt kann leicht daran erkannt werden, daß eine
weitere Zufuhr von dem Medium, beispielsweise Wasser, keine entsprechende Druckerhöhung
hervorruft. Bei Beginn dieses Knicks in der Druckcharakteristik muß die Zufuhr von
weiterem Medium spätestens unterbrochen werden
| Es ist hierbei zu beachten, daß nicht wie bei den bisherigen
Ex- |
| \. |
| pandern, die Ausdehnung des Rohres durch äußere Schalen begrenzt |
| wird ; vielmehr bildet sich die runde Querschnittsform ohne
weite- |
res von selbst aus. Die Stempel sind mit Mitteln versehen, die eine einwandfreie
Abdichtung zwischen diesen und den Rohrenden
| gewährleisten. |
| Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Rundung des Rohres. Die'Vorrich- |
| tung besteht aus zwei Endplatten 1 und 2, die durch mehrere
Stre- |
ben 3 miteinander # verbunden sind. Die Streben sind vorzugsweise am Ende mit Gewinden
versehen, auf denen Schraubmuttern 4 geführt sind, sodaß der Abstand zwischen den
Platten 1 und 2 einstellbar ist. An den Endplatten 2 ist je ein Stempel 5 bzw. 6
befestigt.
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Jeder Stempel besteht beispielsweise aus einem ionischen Teil 7 bzw.
8 und einem sich an den konischen Teil anschließenden zylindrischen Teil 9 bzw.
10, wobei der Außendurchmesser dieses zylindrischen
Teils dem Innendurchmesser
des herzustellenden Rohres entspricht. In dem zylindrischen Teil sind Dichtungsmittel
vorgesehen, welche eine druckdichte Abdichtung zwischen der Oberfläche des zylindrischen
Stempelteiles 9 bzw. 10 und dem Innendurchmesser eines Rohres gewährleistet. Die
Dichtungsmittel bestehen beispielsweise in Dichtungen 11 und 12, die in Nuten in
dem zylindrischen Stempelteil verlaufen. Der Stempel 5 besitzt eine Längsbohrung
13, durch welche ein unter Druck stehendes Medium, beispielsweise Wasser, in das
Innere des auszudehenden Rphres eingefüllt werden kann. Von dieser Bohrung 13 können
Seitenkanäle 14 abzweigen, die in den Nuten der Dichtungselemente 12 enden und diese
gegen das Innere der Rohrwand drücken. In gleicher Weise besitzt der Stempel 6 eine
Bohrung 15, die ebenfalls die entsprechende Dichtung 13 dieses Stempels gegen das
Innere der umgebenden Innenwand des Rohres drückt.
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Bei der Ausdehung eines vorgeformten, aber noch nicht runden Rohres
wird dieses zunächst zwischen die Stempel 5 und 6 gebracht ; nunmehr wird der Abstand
zwischen den beiden Stempels beispielsweise durch das Anziehen der Schraubenmuttern
4 verringert, wobei sich die Rohrenden über die Stempel 5 bzw. 6 schieben. Durch
die konisch auslaufenden Teile der Stempel wird das Rohr dabei langsam gerundet.
Wenn das in Fig. 1 mit 16 bezeichnete Rohr die Dichtungselemente 12 der Stempel
5 bzw. 6 überdeckt, werden die Leitungen 13 und 15 unter Wasserdruck gesetzt. Wenn
das Rohr mit Wasser gefüllt ist, kann der Druck bis an die Streckgrenze des verwendeten
Rohrmaterials gesteigert werden. Grundsätzlich geht
der Druck soweit,
daß keine Vergrößerung des Umfangs des Rohres stattfindet.
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Bekanntermaßen werden alle in den Handel gelangenden Rohre einer Prüfung
unterzogen. Dieser PrüfungsprozeB ist im vorliegenden Fal : identisch mit dem Ausdehnungsprozeß,
sodaß eine erneute Prüfung des Rohres nicht mehr erforderlich ist.
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Fig. 2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, wobei jedoch die hier mit
und 22 bezeichneten Endplatten durch die Verbindungsstangen 23 fest miteinander
verbunden sind. Der Stempel 25 ist bei-dem Beispiel der Fig. 2 fest mit der Endplatte
21 verbunden, während der Stempel 26 über einen hydraulischen Treibapparat mit den
Endplatten 22 verbunden ist. Der Treibapparat besteht aus einem Zylinder 30, der
zwei Öffnungen 31 und 32 zum Anschluß an ein unter Druck stehendes Medium, beispielsweise
Wasser, aufweist. In dem Zylinder befindet sich ein Kolben 33, der über eine Kolbenstange
34 mit dem Stempel 26 verbunden ist. Je nachdem in welcher der beiden Öffnungen
31 oder 32 das unter Druck stehende Medium eingeführt wird, bewegt sich der Kolben
33 in der Darstellung nach links bzw. rechts. In der Kolbenstange befindet sich
wiederum eine Bohrung 35, welche zur Zuführung des Wassers in das Rohrinnere dient.
Diese Bohrung kann wie in Fig. 2 dargestellt bei linksstehenden Kolben im Inneren
des Zylinders ändern, sodaß die Druckflüssigkeit von der Zufuhröffnung 32 direkt
in das Rohrinnere gelangen kann, wenn sich der Kolben entsprechend weit verschoben
hat.
Nach der Rundung des Rohres kann dieses durch Einführen von
Druckflüssigkeit in die Zufuhröffnung 31 von den Stempeln entfernt werden.
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Die Form der Stempel hängt weitgehend davon ab, welche Form das vorgeformte
zu rundende Rohr besitzt ; wenn dieses Rohr beispielsweise ein flachovales Profil
besitzt, kann auch ein wie in Fig. 3 dargestellter Stempel verwendet werden. Das
verjüngte Ende dieses Stempels ist flachoval, wobei diese flachovale Form kontinuierlich
| in den zylindrischen Teil ausgeht, welcher die in Fig. 3 nicht
ge- |
| zeigten Dichtungselemente enthält. Darch das beschriebene Ver- |
| ! |
| fahren wird somit erreicht, daß praktisch keine Vorkalibrierung |
| mehr erforderlich ist, wobei die Form des vorgeformten Rohres |
in weiten Grenzen schwanken kann.
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Selbstverständlich ist das Verfahren auch bei mehreren in Längsrichtung
miteinander verschweißten Rohren anwendbar. Es werden dann an den beiden Enden die
Stempel eingedrückt und vorzugsweise mit dem Rohrende verankert. Dies kann in gleicher
Weise wie die Rundung mittels der gezeigten Vorrichtung auch an der Verlegungstelle
der Rohre bzw. der Rohrleitung geschehen.
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Weiterhin sei noch darauf hingewiesen, daß die nach dem beschriebenen
Verfahren hergestellten bzw. durch Innendruck gerundeten Rohre abschließend noch
einem herkömmlichen Expandierungsprozeß unterworfen werden können. Dies kann beispielsweise
bei Rohren für Spezialzwecke erforderlich sein, oder wenn die Rohre aus einer
Material
bestehen, das zur völligen Rundformung über die Streckgrenze hinaus beansprucht
werden muß. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch in diesem Fall erhebliche
Vorteile, da ein Rohr mit nichtrundem Querschnitt in die bisherigen Expander nicht
eingebracht werden kann.
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Schließlich sei noch erwähnt, daß bei dem beschriebenen Verfahren
gegebenenfalls auch ohne ein äußeres Gesenk die Streckgrenze etwas überschritten
werden kann, wodurch auch die mit den bisherigen Expandern erzielten Vorteile bezüglich
der Material Veredelung erlangt werden. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen'Verfahrens
vergrößert sich der Umfang des Rohres geringfügig.
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Schutzansprüche :