DE2406710A1

DE2406710A1 - Verfahren zur herstellung von rohren mit polygonalem querschnitt und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2406710A1
Application number: DE19742406710
Authority: DE
Inventors: Gert Marthinus Scheepers
Original assignee: African Gate & Fence Works
Current assignee: African Gate & Fence Works
Priority date: 1973-02-14
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-08-22
Also published as: IL44178A; IT1027520B; GB1433431A; IL44178A0; IE39013L; FR2217083B3; FR2217083A1; IE39013B1; ZA731045B

Description

Dipl.-Ing. E. E. Finkener

Dipl.-Ing. W Ernesti Ai¹RICADi GATE AND FEITGE

Patentanwälte UOEKS LIIlETED

463 Bochum

Heinridh-König-Straße 12

Ji^» Johannesburg / Südafrika

74 104
EEF/US

Verfahren zur Herstellung von Rohren mit polygonalem Querschnitt und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Körpern, insbesondere von Rohren mit polygonalem Querschnitt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Rohrförmige Körper mit polygonalem Querschnitt werden gewöhnlich durch Extrudieren hergestellt. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der gewünschte Querschnitt, ausgehend von einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt, durch Verformung gebildet.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, derartige Rohre aus einem Blechstreifen herzustellen; dabei wird das Metallblech zu dem gewünschten Profil gewalzt und die Seitenkanten werden anschließend verschweißt. Die Kanten des Bleches werden als Stoßkanten ausgebildet und in der Mitte einer Seitenfläche des Rohres mit polygonalem Querschnitt zusammengeschweißt. Dieses Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen, da der Grat der Schweißnaht auf einer der Außenseiten des rohrförmigen Körpers sichtbar ist und die Ausbildung einer sauberen Stoßfuge an den beiden Kanten des Blechstreifens durch Verwerfungen beim Walzen erschwert wird. Gut aneinanderstoßende Seitenkanten sind nicht nur notwendig, um ein Rohr mit einer ebenen Seitenfläche zu erhalten, sondern auch, um eine gute Schweißnaht zu erzielen, insbesondere wenn eine Hochfrequenzschweißung an-

409834/0377

gewandt wird.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, nach einem verhältnismäßig einfachen Verfahren rohrförmige Körper mit polygonalem Querschnitt aus in Form von Streifen vorliegendem Material herzustellen, eine gute Schweißnaht zu erzielen und einen außen sichtbaren Schweißgrat soweit wie möglich zu vermeiden. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Ve'rfahrens.

Bei einem Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Körpern mit polygonalem Querschnitt aus in Form von Streifen vorliegendem Material besteht die Erfindung darin, daß der Streifen zu der gewünschten Querschnittsform gewalzt wird und die Kanten entlang einer der Längskanten des rohrförmigen Werkstückes aneinanderstoßen und an dieser Stelle miteinander verschweißt werden.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Kanten des Streifens durch Walzen so gebogen werden, daß sie einen Abschnitt der fertigen Längskante des rohrförmigen Werkstückes bilden, bevor das Blech zu dem gewünschten Erofil gewalzt wird, daß die Verformung durch Kaltwalzen und das Schweissen durch Hochfrequenzschweißen erfolgen. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Abschnitt der Kante die Hälfte der fertigen Längskante ist und daß wenigstens ein Teil des nach außen vorstehenden Grates der Schweißnaht des verformten rohrförmigen Körpers abgetrennt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein rohrförmiger Körper mit polygonalem Querschnitt, der entlang einer Längskante geschweißt ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durch-

£09834/0377

240671G

führung des Verfahrens zur Herstellung rohrförmiger Körper, die aus einer Stütze für einen aufgewickelten Metallstreifen, einer Reihe von Walzenpaaren, die hintereinan- ■ der angeordnet und geeignet sind, der Reihe nach die Längskanten einer Länge des streifenförmigen Materials zu biegen, um einen Abschnitt einer vollständigen Längskante zu bilden und den Streifen in ein rohrförmiges Werkstück, das die gewünschten Querschnittsabmessungen hat, zu verformen, wobei die umgebogenen Kanten an einer Längskante gegeneinanderstoßen und einer Schweißeinrichtung besteht, die in der Nähe der letzten Walzenpaare angeordnet ist, um die Kanten zusammenzuschweißen.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Walzen aus einer Anzahl von aneinanderliegenden ringförmigen Abstandsstücken bestehen, die entfernbar sind, um die jeweils gewünschte Breite und den gewünschten Querschnitt der Walze bilden zu können, und daß die'Vorrichtung eine Schneideinrichtung enthält, die wenigstens einen Teil des nach außen vorstehenden Grates der Schweißkante von dem rohrförmigen Werkstück abtrennt.

Auf der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

!figuren schematische Darstellungen der einzelnen Stufen

' zur Herstellung eines Rohres mit quadratischem Querschnitt und verschiedene Walzenpaare, die dabei benutzt werden,

Figur 8 eine perspektivische Darstellung eines Rohres vor der Reinigung,

Figur 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Walzen eines Rohres und

0 9 8 3 4/0377

Figur 10 eine teilweise geschnittene Ansicht durch eine Walze.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein Metallstreifen zu einem Rohr mit quadratischem Querschnitt verformt werden. Selbstverständlich können Rohre mit einem beliebigen anderen polygonalen Querschnitt nach dem gleichen Prinzip hergestellt werden; der polygonale Querschnitt kann auch unregelmäßig sein.

Die Kante eines polygonalen rohrförmigen Werkstückes soll keine scharfe Kante, sondern abgerundet sein. Wenn in der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck "Abschnitt" einer Kante benutzt wird, so ist damit der Abschnitt der im Querschnitt gesehen abgerundeten Kante gemeint.

Die einzelnen Stufen des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres und die Walzen, die dabei benutzt werden, sind schematisch auf den Figuren 1 bis 7 dargestellt. Die Seitenkanten eines Metallstreifens 1 werden zunächst durch Kaltwalzen in der gleichen Richtung verbogen. Zu diesem Zweck wird das auf Figur 2 dargestellte, senkrecht angeordnete Walzenpaar 2 benutzt. Die beiden abgebogenen Kanten bilden schmale Lippen 3₅ die, im Querschnitt gesehen, der halben Längskante eines Rohres entsprechen, so daß, wenn die beiden Seitenkanten später gegeneinander gelegt werden, durch die beiden aneinanderstoßenden Lippen eine vollständige abgerundete Längskante gebildet wird.

Ein Walzenpaar 4 biegt dann die äußeren Abschnitte 5 <les Metallstreifens nach oben, so daß der Winkel zwischen den äußeren Abschnitten und dem dazwischenliegenden Abschnitt 6 etwa 155° beträgt, wie es Figur 4- zeigt. Die Breite eines abgebogenen Abschnittes 5 beträgt etwa 1/4 der Breite des Blechstreifens.

U 0 9 8 3 U / 0 3 7 7

Ein weiteres Walzenpaar 7 (Figur 4) biegt dann die äußeren Abschnitte 5 so um, daß der Winkel zwischen den Abschnitten und dem dazwischenliegenden Abschnitt 6 etwa 100° beträgt. Der so gebogene Metallstreifen wird anschließend durch ein weiteres Walzenpaar 8 (Figur 5) geführt, dessen eine Walze 9» im Querschnitt gesehen, die Form eines umgekehrten "V" hat, wobei der Winkel zwischen den geneigt verlaufenden Oberflächen dieser Walze etwa 120° beträgt. Die andere Walze 10 dieses Walzenpaares 8 hat die Form eines sehr spitzwinkligen "V"; die Spitze dieser Walze verläuft mittig zur Walze 9? wie sich aus Figur 5 ergibt.

Der Metallstreifen wird auf diese Weise in der Mitte gebogen und durch weitere Walzenpaare geleitet, deren Walzen 11 und 12 (Figuren 6 und 7) horizontal angeordnet sind und die die beiden Kanten des Blechstreifens von außen zusammendrücken, so daß aus dem Blechstreifen ein Rohr mit quadratischem Querschnitt entsteht.

Die Seitenkanten werden dann durch ein Hochfrequenz-Schweißverfahren an der Stelle zusammengeschwexßt, die durch das Bezugszeichen 13 auf Figur 7 angedeutet ist. Dabei wird von der Seite her auf die Schweißstelle während des Schweißens durch die Walzen 12 ein Druck ausgeübt. Der Schweißgrat, der oberhalb der zwischen den Kanten verlaufenden Schweißnaht gebildet wird, wird unter Verwendung einer Schneideinrichtung entfernt. Wenn das Eohr auf diese Weise an der Außenseite bearbeitet oder "gereinigt" ist, ist es schwierig, die geschweißte Längskante von einer umgebogenen Kante zu unterscheiden. In Fällen, in denen verhältnismäßig dicke Metallstreifen benutzt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwei oder mehr Walzenpaare, die ähnlich wie das Walzenpaar 8 ausgebildet sind, zu verwenden, um das Biegen des Streifens in der Mitte vorzunehmen.

409834/0377

240671Q

Da der Metallstreifen zunächst mit schmalen Lippen versehen wird, können die Seitenkanten vor dem Schweißen genau ausgerichtet werden und stoßen exakt gegeneinander, wenn sie zusammengepreßt werden. Es wird daher eine feste ebene Schweißnaht erzielt. Durch die Lippen wird auch die Steifigkeit des Metallstreifen erhöht, so daß ein Rohr aus dünnerem Material hergestellt werden kann als es "bisher möglich war.

Figur 8 ist eine perspektivische Darstellung eines Rohrstückes, das unter Verwendung der auf Figur 9 schematisch dargestellten Anordnung hergestellt wurde.

Die Anordnung besteht aus einer Stütze 20 für einen zu einer Spule 21 aufgewickelten Metallstreifen 1 und einer Reihe von Walzenpaaren, die im Abstand voneinander hintereinander angeordnet sind. Die Walzenpaare sind drehbar in der beim Kaltwalzen üblichen Weise in Stützen 22 befestigt, ebenso wie die Spule drehbar in ihrer Halterung sitzt. Das erste Walzenpaar 23 besteht aus Richtwalzen, die folgenden Walzenpaare 2, 4-, 7» 8, 11 und 12 entsprechen den Walzen, die in Zusammenhang mit den vorstehenden Figuren beschrieben wurden. Ein weiteres Walzenpaar 27 dient zur Führung des Streifens zwischen der Spule und den Richtwalzen.

Eine Hochfrequenz-Schweiß einrichtung 24 ist in der Nähe des letzten Walzenpaares 12 angeordnet; sie dient zum Schweißen der aneinanderstoßenden Kanten des verformten Streifens 1, wie es vorstehend beschrieben wurde. Die Schneideinrichtung 25» die in einer Halterung 26 befestigt ist, ist in der Nähe des letzten Walzenpaares angeordnet. Die Klinge steht, bezogen auf die Höhe der Schweißwulst des verformten Rohres, nach unten vor und ist nach hinten gerichtet.

409834/03 7 7

_ Π —

Während des Betriebs wird der Metallstreifen von der Spule durch die Walzen abgewickelt und durchläuft diese in der beschriebenen Weise. Die aneinanderstoßenden Kanten werden zusammengeschweißt und die Schneideinrichtung bearbeitet die beim Schweißen entstehende Wulst oder den Grat so, daß das verformte Rohr von außen gesehen praktisch gleichförmig aussieht. Gewünschte Längen des Rohres können anschließend abgeschnitten werden.

Auf Figur 10 ist eine Walze dargestellt, die sich bei der Herstellung der Rohre als besonders geeignet erwiesen hat. Die Walze entspricht einer der Walzen des Walzenpaares 4-; sie kann jedoch auch für alle anderen Walzenpaare der Anordnung gemäß vorliegender Erfindung benutzt werden.

Die Walze besteht aus Endstücken 30 aus hartem Stahl und vier ringförmigen Abstandsstücken 31 aus Flußstahl, die zwischen den Endstücken angeordnet sind. Alle diese Teile sitzen auf einer Welle 32. Diese Konstruktion erlaubt es, die Abmessungen der Walze in verhältnismäßig einfacher Weise zu verändern und an die gewünschten Querschnittsformen des herzustellenden Rohres anzupassen. Abstandsstücke können entfernt oder hinzugefügt werden, um die Änderungen vorzunehmen. Darüber hinaus verringert die Walzenkonstruktion die Kosten der Vorrichtung, da verschiedene Walzen für unterschiedliche Rohrabmessungen nicht benötigt werden.

Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung nicht nur zur Herstellung von Rohren mit quadratischem Querschnitt, sondern auch für Rohre verwendet werden, die einen beliebigen polygonalen Querschnitt haben. Sowohl das Verfahren als auch die dazu benötigte Vorrichtung sind verhältnismäßig einfach und führen zu gut verformten und festen rohrförmigen Werkstücken.

0 9 8 3 4/0377

Claims

240671 Q

Patentansprüche

M./ Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Werkstücken mit polygonalem Querschnitt aus Metallstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen durch Walzen so zu dem gewünschten Querschnitt verformt wird, daß seine Kanten entlang einer der Längskanten des Werkstückes aneinanderstoßen und daß die Kanten an dieser Stelle durch Schweißen miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Metallstreifens durch Walzen so verformt werden, daß sie einen Abschnitt einer fertigen Längskante des rohrförmigen Werkstückes bilden, bevor der Metallstreifen zu dem gewünschten Profil gewalzt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen vorstehende Schweißwulst oder der Grat der Schweißnaht des verformten rohrförmigen Werkstückes wenigstens teilweise entfernt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Metallstreifens durch Walzen so gebogen werden, daß die umgebogenen Lippen jeweils die Hälfte einer fertigen Längskante des rohrförmigen Werkstückes bilden, bevor der Streifen zu dem gewünschten Profil gewalzt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen durch Kaltwalzen verformt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Kanten durch Hochfrequenzschweißen erfolgt.

409834/037 7
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
einer Stütze (20) für den zu einer Spule (21) aufgewickelten Metallstreifen (1), einer Reihe von Walzenpaaren

(2, 4, 7 j 8, 11, 12), die hintereinander angeordnet sind und die Längskanten einer Länge des Metallstreifens umbiegen können, um einen Abschnitt einer fertigen Kante zu bilden, und die andererseits den Streifen (1) zu einem
rohrförmigen Werkstück mit dem gewünschten Querschnitt verformen und so gestalten können, daß die umgebogenen Kanten entlang einer Längskante des Werkstückes zusammenstoßen und aus einer Schweißeinrichtung (24) bestehen,
die in der Nähe des letzten Walzenpaares (12) angeordnet ist und mit der die aneinanderstoßenden Kanten zusammengeschweißt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen aus einer Anzahl von auf einer Welle (32) angeordneten, abnehmbaren, ringförmigen Abstandsstücken
(31) und Endstücken (30) einer Walze mit der gewünschten Breite und dem gewünschten Querschnitt zusammengefügt
sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, gekennzeichnet durch eine Schneideinrichtung (25) zum Abtrennen wenigstens eines Teils des nach außen vorstehenden Grates
der Schweißnaht von dem rohrförmigen Werkstück.

409834/03 7 7

to

Leerseite