DE2154423B2 - Abstützvorrichtung für einen horizontal liegenden Zylinder - Google Patents

Description

rollendem Kontakt mit der Außenwandung des Zylinders in dessen unterem Bereich stehen.

Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung schraubenlinienförmig aus Blech von etwa 1,2 mm Wandstärke gewickelte Zylinder mit Durchmessern von etwa 3 m oder mehr so sicher abgestützt werden können, daß keine Verformung unter dem Einfluß des Eigengewichtes der Zylinderwandung eintritt, die seine spätere Anwendung beeinträchtigen würde.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untermsprüchen erfaßt. Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in Diagrammform eine Draufsicht auf eine Zylinderherstellungsmaschine mit dem aus dieser austretenden Zylinderstrang,

Fig.2A eine Frontansicht in Richtung der Pfeile 2/4-2/4 in F i g. 1 oder 3, zur Darstellung der Abstützvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2B eine ähnliche Darstellung einer Abstützvorrichtung für ein von dem Strang abgetrenntes Zylinderstück, gesehen etwa in Richtung der Linie 2B-2Bder F i g. 3,

Fig.3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, der Abstützvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.4 eine maßstäblich vergrößerte Darstellung einer Radanordnung, wie sie in der Vorrichtung nach F i g. 2A Verwendung findet und

Fig.5 eine Diagrammdarstellung, etwa gesehen in Richtung der Linie 5-5 aus F i g. 3, zur Darstellung einer bevorzugten Anordnung der Räder bei der Abstützvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 dient der Erläuterung des Herstellungsverfahrens eines Stahlzylinders 10, der kontinuierlich gefertigt wird, indem von einer Vorratsrolle Stahlrohrbänder 11 abgezogen und kontinuierlich in dem Former 12 in Zylinderform schraubenlinienförmig ausgewickelt werden. Die Stoßkanten werden mittels konventioneller, nicht dargestellter Einrichtungen kontinuierlich verschweißt. Der Former 12 kann von üblicher Ausbildung sein, beispielsweise dem Typ, bei dem Rollen oder dergleichen für die Erstverformung der Streifen in die Zylinderform vorgesehen sind.

Bei Eintritt des Stahlstreifens 11 in den Former 12 wickeln dessen Verformeinrichtungen den flachen Streifen schraubenlinienförmig in die Zylinderform, die dann geschweißt wird, so daß kontinuierlich ein Zylinder 10 austritt.

An dem Gestell des Formers 12 kann eine Montageplatte 13 befestigt sein. Eine Mehrzahl von Radanordnungen, wie in F i g. 2 und 3 dargestellt, sind an einem sich in Axialrichtung erstreckenden Träger (Stange oder Rohr) 25 befestigt, der seinerseits an der Montageplatte 13 befestigt ist. Alternativ kann der Träger 25 an anderen Befestigungsmitteln angeordnet sein, etwa an einer Bodenplatte. Beispielsweise können sechs Sätze von innen liegenden Radanordnungen 15—20 vorgesehen sein sowie zwei Sätze von äußeren Stützorganen 21 und 22 in Form von Außenradelementen, wie in den F i g. 2A und 3 erkennbar. Verschiedene ι Radanordnungen in jedem der Sätze sind in Fig.2A erkennbar, bevor der Zylinder abgeschnitten wird und die einzelnen, als Beispiel anzuführenden Positionierungen für die Radanordnungen, können unter Bezugnahme auf F i g. 5 erläutert werden, die später noch t diskutiert wird. Rollen 23 und 24 nahe dem Zylinderboden sind üblich und dienen dazu, eine zusätzliche Vertikalabstützung zu bewirken. Der Träger 25 dient als Rahmen oder Halterung für die Radanordnungen.

Wie in F i g. 3 gezeigt, kann der Abschnitt des Zylinders innerhalb des Formers 12 innen abgestützt werden mittels Rädern 17a, 17ώ, 18a, 15a und 17c, ·; obwohl in einigen Ausführungsformen von Formern keine Radanordnungen erforderlich sein mögen, bis der Zylinder den Former verläßt. Wie ebenfalls in F i g. 3 erkennbar, wird der Zylinder mittels Rädern 156, 166 und i7d in geringem Abstand von dem Former

κι abgestützt.

Der axiale Träger 25 erhält seine vertikale Hauptabstützung nicht etwa durch die kragträgerartige Halterung, sondern durch die unten liegenden Radanordnungen, die ihrerseits auf dem Zylinder selbst abgestützt

r> sind. Dieser wiederum ist durch Außenradelemente und Rollen abgestützt. Wie in F i g. 3 erkennbar, wird der Träger 25 nach oben gedrückt durch Radanordnungen 19a und 20a, die sich innerhalb des Zylinders befinden. Die äußeren Stützorgane umfassen ein Außenradele-

:o ment 22a (in F i g. 2A, jedoch nicht in F i g. 3 erkennbar), das so außen angeordnet und positioniert ist, daß es mit der inneren Radanordnung 20a zusammenwirkt. Diese Kombination von äußeren und inneren Rädern bewirkt die Vertikalabstützung für den Träger 25. Die

:~: Radanordnung 17e bildet natürlich eine Verstärkung der inneren Abstützung für den dünnwandigen Zylinder 10.

An einer vorgesehenen Stelle wird ein fertiggestellter Abschnitt des Zylinders 26 (etwa von einer Lände von

so 6,5 m), wie bei 27 in F i g. 3 angedeutet, von dem Zylinderstrang 10 abgetrennt. Dies wird mittels nicht dargestellter, konventioneller Einrichtungen bewirkt. Nach Abtrennen des Zylinderabschnittes 26 ist es immer noch erforderlich, daß eine Abstützung vorgesehen

Γι wird, weil der Zylinder zunächst in horizontaler Lage verbleibt. Diese innere Abstützung wird bewirkt durch ähnliche Radanordnungen an dem axialen Träger 25, wie am besten in Fig. 2B und 3 erkennbar. Man sieht, daß es sich jeweils um Sätze von fünf Rädern handelt.

■to Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der dem Former 12 nächstgelegene Satz innere Räder 15c, 16c, 17/; 19c und 20ό. Die inneren Räder 19c und 20fr wirken mit Außenrad-Elementen 21c und 22c (nicht dargestellt) zusammen, die außen so angebracht sind, daß sich eine

ι") Abstützung sowohl für den Zylinderabschnitt 26 als auch für den inneren Satz von Radanordnungen ergibt. Identische Sätze von jeweils fünf inneren Radanordnungen und zwei äußeren Radelementen sind längs des Trägers 25 vorgesehen. Die Räder sind als Schwenkrä-

>o der angeordnet, damit sie in der in Fig. 2B und im unteren Teil der Fig. 3 gezeigten Richtung schwingen können, so daß das horizontale Abziehen eines abgetrennten Zylinderabschnittes 26 erleichtert wird.

Die einzelnen Radanordnungen können unterschied-

>~> lieh ausgebildet sein. Fig.4 zeigt im einzelnen eine bevorzugte Konstruktion. Ein U-förmig gebogener Bolzen 30 ist mit einem Sattel 31 um die runde Axialstange 25 verbolzt. Ein Rohrstück 32 ist in den Sattel 31 geschraubt, und eine Mutter 33 ist auf das

ο andere Ende geschweißt. Ein Gewindebolzen 34 ist in die Mutter 33 geschraubt und mit einer zweiten Mutter 37 gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert. Diese Anordnung ermöglicht die Einstellung der Länge des Armes, an dem die Radanordnung sitzt. Die Schwenkan-

M Ordnung 35 ist auf den Gewindebolzen 34 geschraubt und verschweißt. Die Schwenkanordnung 35 trägt ein luftbereiftes Rad 36 in drehbarer Anordnung.

Ein Beispiel für die bevorzugte Positionierung der

Räder für das Abstützen eines Zylinders 10 von etwa 2 m Durchmesser und etwa 1,5 mm Wandstärke aus Stahl vor dem Abtrennpunkt 27 ist in F i g. 5 gezeigt, für beispielsweise eine Vorrichtung, bei der der Streifen 11, wie in Fig. 2A dargestellt, eintritt, doch können in anderen Hcrstellmaschincn andere räumliche Anordnungen vorgesehen werden. Die radialen Positionen sollen denen der Drehachsen der Räder entsprechen. Die horizontalen Positionen jedes Rades werden nachfolgend beschrieben, ausgehend von der Montageplatte 13 und in Richtung nach außen. Die Winkel werden beschrieben in Graden eines 360" Kreises, beginnend mit der Vertikallinic 39 und fortschreitend im Uhrzeigersinn (d. h. vom Rad 40 ausgehend, das bei 0" liegt). Das erste Rad 17a (nämlich das, das der Montageplatte 1.3 am nächsten liegt) ist in der Position des Rades 47 nach F i g. 5 etwa 27,5 cm von der Platte 13 entfernt und unter einem Winkel von 315°. Das zweite Rad 18a in der Position des Rades 46 nach Fig. 5 ist 48,5 cm von der Platte entfernt und steht unter einem Winkel von 270". Das dritte Rad 17b ist ebenfalls in der Winkelstellung 47 und befindet sich 89 cm von der Platte unter einem Winkel von 315". Das vierte Rad 186 ist in der Winkellage des Rades 46. F.s liegt etwa 109 cm von der Platte unter einem Winkel von 270°. Das fünfte Rad 15a befindet sich in der Lage des Rades 42 nach Fig. 5 und etwa 127 cm von der Platte entfernt unter einem Winkel von 45°. Das sechste Rad 16a ist in der I.agc des Rades 40 mit 0" Winkellage in einer Entfernung von der Platte, die etwa 147 cm beträgt. Das siebente Rad 17c bcfindci sich in der Winkellage des Rades 47 in einer Entfernung von 173 cm von der Platte. Das achte Rad i5b ist in der Winkellage des Rades 48 der Fig. 5. Fs isl 183 cm von der Platte entfernt und steht unter einem Winkel von 90". Das neunte Rad 16ö ist in der Lage des Rades 49 in einer Entfernung von 148 cm von dci Platte unter einem Winkel von 30". Das r clinu· l':ul l/i/Kt in der Lage des Rades 50 in einer £ntfeniiiii|· \«>m etwa 23d cm und unter einem Winkel von etwa 350 Das elfte Rad 19a ist in der Lage des Rades 45. Dieses Rad isl 256 cm von der Platte entfernt und sich! iinirr einem Winkel von 225°. Das zwölfte Rad 20a ist in der Position des Rades 44 in Fig. 5. Es lieg«. 277 nii von der Platte entfernt und steht unter einem Winkel von etwa 152^C. Das letzte Rad 17e ist in der Lage 49 in einer Entfernung von 305 cm von der Platte 13: es steht unter einem Winkel von 30°. Es \ ersteht sich für den Fachmann, daß diese Konstruktion nur beispielsweise angegeben worden ist und andere Anordnungen gewählt werden können, abhängig von (ier Länge des Zylinders bis zum Abtrennpunkt, dem Zvlindcrdurchmesser, der Stärke der Wandung etc.

Zwar sind die Abmessungen der axialen Stange bzw. des zentralen Rahmens nicht kritisch, doch hat es sich gezeigt, daß für Stahlzylinder im Durchmesserbereich von 1,5 bis 3 m aus Stahl mit 1,2 bis 1,5 mm Stärke ein Rohr von etwa 15 cm eine genügende Festigkeit bietet Für den gleichen Abmessungsbereich der Zylinder hat es sich gezeigt, daß für den Arm 32 ein fünf cm Haustahlrohr gute Ergebnisse erbringt. Ein Radanordntingstcil 34 aus korrosionsfestem Stahl von etwa 40 mm ist eingesetzt worden. Eine Schwenkanordnung 35 trug ein gummibereiftes Rad 36 mit den Abmessungen 4.10/3.50—4 mit vier I.agcn. was eine genügende Abstützung ergibt. Es isl auch möglich. Hartgummi, Kunststoff oder Stahlräder anstelle luftbereifter Räder einzusetzen. Luftreifen haben jedoch den Vorteil, daß sie etwas flexibel sind, so daß die Armeinstellung weniger kritisch ist.

Die Verbindung des Zentralrahmens wird ohnt weiteres bewirkt, indem das Stangenteil 25 an einer Flansch mit 25 mm Stärke geschweißt wird, der dann ar die Montageplatte 13 geschraubt wird. Die Verwendung eines U-Bolzens 30 oder einer anderen einstellbarer Konsluktion für die Montage des Zentralrahmcns odei des Rohres 25 ermöglicht die winkelmäßige und axiale Einstellung der Radpositionen, in Abhängigkeit vor dem Punkt, wo maximale Abstützung gegen Deformation oder Abknickung erwünscht ist. Es hat sich ah vorteilhaft herausgestellt, die unteren, inneren Radanordnungen an einem Punkt vorzusehen, wo sie mit der äußeren Stützorganen in Wirkverbindung treten können. Es isl jedoch nicht erforderlich, daß jedem unteren inneren Rad ein entsprechendes äußeres Rad zuzuordnen ist, und es ist möglich, ein äußeres Slützorgan nut abwechselnd mit inneren Radanordnungen vorzusehen Die Verwendung von Außcnradelementen mit zusam menwirkenden inneren Radanordnungen ermöglicht daß der Unterabschnitt des Zylinders den oberer Abschnitt desselben abstützt, da die unteren Radanord nungen die seitliche und vertikale Abstützung für der Zentralrahmen oder das Rohr 25 bewirken. DemgemäO kann das axiale Rohr 25 irgendeine gewünschte Länge aufweisen, da seine Abstützung nicht auf der Kragträgereigenschaft beruht.

Es hat sich auch als wünschenswert herausgestellt eine größere seitliche Abstützung auf der Seite des Zylinders mil den Radanordnungen 19a (Radstellung 45 in F i g. 5) vorzusehen, wie auch am entsprechenden Rad 21a. verglichen mit der anderen Seite. Dies rührt her vor der Drehung des in Entstehung begriffenen Zylinders und der infolgedessen vergrößerten Kraft in Richtung der Außenradelcmente 21a. Weiter weg von der Montageplatte 13. etwa nach dem Abtrennpunkt 27, isl die innere und äußere Abstützung vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Vertikalachse ;iusgebaut, wie man in Ii μ. 213 ei kennt. Jedoch vor und nach dem Abtrennen kann ein einzelnes inneres Rad in Zusammenwirken mit einem einzelnen äußeren, vertikalen Rad (bei 180^c nach F i g. 5) vorgesehen werden zusammen mit äußeren Rädern bei etwa der Stelle der Rollen 23 und 24 nach F i g. 2A oder äußeren Stellungen entsprechend den Positionen 44 und 45 nach F i g. 5.

Wenn der Zylinder von dem letzten Satz innerer und äußerer Abstüizradanordnungcn abgezogen wird, ist es erforderlich, daß eine innere Abstützung vorgesehen wird, bis der Zylinder in aufrechte Stellung gebracht werden kann oder auch durch Beschichten mil Beton oder dergleichen verstärkt wird. Diese innere Abstützung kann vorgesehen werden durch expandierbare, leichtgewichtige Mctallringe, die innerhalb des Zylinders angeordnet werden oder durch andere brauchbare Einrichtungen.

Die l^änge eines Zylinders, die von der Abstützvorrichtung gemäß der Erfindung abgefangen werden kann, ist praktisch nicht begrenzt Da der Rahmen bzw. das axiale Rohr 25 nicht auf der Kragträgerwirkung für die Vertikalabstützung beruhen, liegt die einzige Beschränkung hinsichtlich der Länge bei dem Widerstand gegen Verdrehung, die von den Radanordnungen übertragen wird. Eine vergrößerte Drehfestigkeit für den Rahmen kann erzielt werden, entweder durch die Verwendung eines Zentralrahmens größeren Durchmessers oder durch eine abweichende Konfiguration desselben.

Mit den oben erwähnten Abmessungen hat es sich als

möglich herausgestellt, Stahlzylinder bis zu einer Länge von 6 m herzustellen. Längere Zylinder können verwendet werden unter Benutzung des erfindungsgemäßen Vorschlages, da eine vergrößerte Verdrehfestigkeit ohne weiteres vorgesehen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Abstützvorrichtung für einen horizontal liegenden Zylinder so geringer Wandstärke, daß er sich ohne Abstützung unter seinem Eigengewicht unzulässig verformen würde, gekennzeichnet durch eine im Zylinderinneren angeordnete Mehrzahl von in Kontakt mit der Zylinderinnenwandung stehenden Radanordnungen (15—20) und durch Stützorgane (21—24), die in rollendem Kontakt mit der Außenwandung des Zylinders in dessen unterem Bereich stehen.

2. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützvorrichtung ortsfest und drehfest mit einer Formvorrichtung zur Herstellung von Schraubennahtrohren verbunden ist.

3. Abstütevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Träger (25) an dem in axialer Richtung eine Mehrzahl von je mindestens ein Rad aufweisenden Radanordnungen befestigt ist

4. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Radanordnungen von dem mittig angeordneten Träger (25) gleichen Abstand besitzen.

5. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane mindestens zwei Außenradelemente (21 22) beidseits der vertikalen Mittelebene des Zylinders umfassen, daß mindestens je eine Radanordnung (19, 20) im Zylinderinnenraum nahe den Außenradelementen vorgesehen ist, und daß mindestens eine weitere Radanordnung (16) oberhalb der horizontalen Mittelebene des Zylinders angeordnet ist.

6. Abstützvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane zusätzliche Außenradelemente (23, 24) in der vertikalen Mittelebene des Zylinders umfassen und daß zwei weitere Radanordnungen (15, 17) oberhalb der horizontalen Mittelebene des Zylinders angeordnet sind, die in Kontakt mit der Zylinderinnenwandung in deren oberer Hälfte stehen.

7. Abstützvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radanordnungen und die Stützorgane in jeweils einer Radialebene des Zylinders symmetrisch bezüglich dessen vertikaler Mittelebene angeordnet sind.

8. Abstützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz von Radanordnungen in einer Radialebene zwei Radanordnungen (19, 20) unterhalb der horizontalen Mittelebene des Zylinders und drei Radanordnungen (15, 16, 17) oberhalb derselben umfaßt.

9. Abstützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radanordnungen jeweils ein mittels eines Armes (32,34) an dem Rahmen befestigtes Schwenkrad (35, 36) umfassen.

10. Abstützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder luftbereift sind.

11. Abstützvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Armlänge einstellbar ist.

12. Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche von 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (25) aus einer in der Achse des Zylinders bzw. der Maschine zu dessen Herstellung liegende Stange (25) oder einem Rohr besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstützvorrichtung für einen horizontal liegenden Zylinder so geringer Wandstärke, daß er sich ohne Abstützung unter seinem Eigengewicht unzulässig verformen würde oder sogar zusammenknicken könnte.

Das bedeutet, daß die Wandstärke im Verhältnis zum Durchmesser des Zylinders, der hier aus Metall bestehend angenommen ist, verhältnismäßig klein ist. Derartige Abstützvorrichtungen können nahe einer

ίο Hersteilungsmaschine für einen solchen Zylinder angeordnet sein, bei der der Zylinder durch schraubenlinienförmiges Aufwickeln von Bandmaterial mit aneinanderstoßenden Kanten hergestellt wird. Wenn solche Zylinder in Betonrohren verwendet werden, ist ihre Hauptaufgabe die, eine Barriere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit auszubilden, während die Festigkeit des Rohres nicht wesentlich gesteigert werden soll. Derartige Metallzylinder werden typischerweise nachfolgend mit Beton innen und außen beschichtet, und der äußere Beton kann später mit Stahldraht oder Stahlkabel umhüllt werden und noch weiter mit Beton beschichtet werden, um so einen Abschnitt eines Spannbetonrohres zu bilden.

Verschiedene Maßnahmen sind angewandt worden, um das Zusammenknicken oder eine unzulässige Verformung von Zylindern großen Durchmessers zu verhindern, die durch schraubenförmiges Aufwickeln hergestellt wurden. Eine übliche Methode besteht darin, den Zylinder aus einem Material mit so großer

Ji) Wanddicke zu fertigen, daß die Eigenfestigkeit des Zylinders genügt, um unzulässige Verformungen zu vermeiden. Im Falle eines Stahlzylinders von beispielsweise 2 m Durchmesser wäre im allgemeinen eine Wandstärke von mindestens 1,9 mm erforderlich, um während der Zylinderherstellung eine unzulässige Verformung auszuschließen. Da jedoch der Stahlzylinder nur die Funktion einer wasserdichten Membrane besitzt, ohne erheblich zur Eigenfestigkeit des Betonrohres beizutragen, ist es offensichtlich, daß man Einsparungen erzielen könnte, wenn mit dünnerem Stahlblech gearbeitet werden könnte.

Eine bekannte Vorrichtung zur Verhinderung unzulässig starker Deformationen bei Zylindern großen Durchmessers, die aus dünnwandigem Blech schrauben-

i> linienförmig gewickelt sind, besteht darin, die Herstellung des Zylinders auf einem Dorn vorzunehmen (US 34 32 914). Der Dorn wird während des Herstellungsverfahrens umhüllt. Dies erfordert kostspielige Installationen, und für jede unterschiedliche Zylindergröße muß

"><· ein entsprechend unterschiedlich bemessener Dorn vorhanden sein. Bei der dort beschriebenen Herstellungsmethode ist darüber hinaus ein kontinuierliches Herstellverfahren nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

■π gattungsgemäße Abstützvorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, kontinuierlich hergestellte Zylinder sowohl während des Herstellverfahrens als auch nach Abtrennen von dem Strang abzustützen, die zugleich einfach und leicht an die verschiedenen Abmessungen von

<><> Zylindern anpaßbar sein soll. Insbesondere soll dabei auch vermieden werden, daß der aus der Herstellungsmaschine herauslaufende Strang nach Art eines Kragträgers sich nur einseitig abstützt, wobei eine erhebliche Knickbeanspruchung auftreten würde.

*>^Γ> Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine im Zylinderinneren angeordnete Mehrzahl von in Kontakt mit der Zylinderinnenwandung stehenden Radanordnungen und durch Stützorgane, die in