DE2520544A1

DE2520544A1 - Verfahren zur herstellung von rohren mit durchmessersteuerung und maschine zur durchfuehrung des verfahren

Info

Publication number: DE2520544A1
Application number: DE19752520544
Authority: DE
Inventors: Paul Knight Davis
Original assignee: Pacific Roller Die Co Inc
Current assignee: Pacific Roller Die Co Inc
Priority date: 1974-05-09
Filing date: 1975-05-06
Publication date: 1975-11-20
Also published as: JPS50154157A; BR7502823A; FR2270022B3; SE7504676L; ES437535A1; GB1460875A; ZA752429B; CA1047327A; IT1040581B; US3940962A; FR2270022A1

Description

1 BERLIN 33 8M0NCHEN 80

Dr. RUSCHKE & PARTNER Ä?

^ST PATENTANWÄLTE

Telefon: 030/ ·*»« BERLIN - MÖNCHEN

Telegramm-Adrett·: Telegramm-Adrette:

Quadratur Berlin Quadratur München

telex· 183788 TELEX: 522787

TELEX. 183786 2520544

P 859

Pacific Roller Die Co., Inc., Hayward, California, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Rohren mit Durchmessersteuerung und Maschine zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Maschine zur Herstellung von Spiralrohren aus einem Feinblechband und insbesondere ein Verfahren wie eine Vorrichtung zur genauen Steuerung des Durchmessers derartiger Rohre. Die Rohre oder Leitungen können beliebigen Durchmesser, beliebige Wandstärke und Normalmaß aufweisen, gewellt oder ungewellt sowie nahtverriegelt oder nahtverschweißt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine wird ein langgestrecktes Feinblechband im schiefen Winkel durch drei Walzen, eine Führungswalze, eine Amboßwalze und eine Druckwalze angetrieben, die zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die Amboßwalze als ein Drehpunkt in Windungen verwendet wird, die wegen des Eintrittswinkels des Bandes schraubenförmig sind. Die sich ergebenden schraubenförmigen Windungen werden an benachbarten Kanten

509847/0424

zu einer fortlaufenden Naht mittels verschiedener Mittel verbunden, wie z.B. durch ein Paar Verriegelungswalzen, die auf entgegengesetzten Seiten des Bandes in Ausrichtung mit der Amboßwalze angeordnet sind, die vorgeformte Plansche an gegenüberliegenden Längskanten des Bandes zwecks Verriegelung zusammenpressen.

Drei Grundfaktoren wirken sich auf den Durchmesser des mit einer derartigen, drei Walzen aufweisenden Maschine hergestellten Rohres auf, und zwar die Breite des Bandes, der Eintrittswinkel des Bandes durch die Walzen und die Relativstellung der Druckwalze zu den beiden anderen Walzen. Im Betrieb werden diese drei Faktoren konstant gehalten, um den Durchmesser des Rohres konstant zu halten. Infolge der verschiedenen Unstimmigkeiten, die von den Kräften, die auf die Dreiwalzenstruktur durch Gewicht ausgeübt werden, von dem Normalmaß (Dicke) und Rohrdurchmesser sowie von der Bandkrümmung, dem Normalmaß, dem Härtegrad oder dergleichen innewohnenden Veränderungen herrühren können, kann das Band nicht gleichmäßig gebogen werden und der Durchmesser des fertiggestellten Rohres kann "wandern". In Fällen, in denen ein gleichmäßiger Durchmesser wichtig ist, wie z.B_e beim Herstellen von Rohrabschnitten, die an ihrem Einsatzpunkt mit anderen,Rohrabschnitten verbunden werden müssen, oder beim Herstellen einer Leitung für Heizkanäle, die sich durch vorgeformte Wandungsöffnungen erstrecken sollen, kann eine einschneidende Änderung des Rohrdurchmessers nicht toleriert werden« Wenn daher keine Kontrolle über die Bandbreite besteht,

509847/0424

sind Einstellungen sowohl des Eingangswinkels als auch der Relativstellung der Druckwalze erforderlich, um den Durchmesser innerhalb der Hauptabmessungen zu steuern. Normalerweise konnten derartige Steuerungen nur durch zeitweiliges Abschalten der Maschine durchgeführt werden.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die Steuerung des Durchmessers durch Variieren der Überlappung der Flansche (Tiefe der Verriegelung) an den Kanten des Bandes vor ihrer Zusammenpressung zu einer verriegelten Naht zu steuern. Sowohl bei nahtverschweißten Rohren, wie auch bei nahtverriegelten Rohren ist das Verhältnis der Kanten des Bandes an ihrem Verbindungspunkt von entscheidender Bedeutung. Um eine geeignet verschweißte Naht zu bilden, sollten die Kanten mit einem vorbestimmten Druck gegeneinander— liegen, und eine genau gebildete Verriegelungsnaht ist dann sozusagen vollendet, wenn sich die Flansche vollständig überlappen. Ein Verändern der Überlappung der Kanten durch Bewegen entweder einer oder beider Verriegelungswalzen axial relativ zur Rohrachse hat eine ungleichmäßige Naht zur Folge, deren Festigkeit sich über ihre Länge in Abhängigkeit vom bewirkten Überlappungsgrad verändert. Besonders bei biegbaren Leitungen ist eine solche Ungleichmäßigkeit unerwünscht und kann zu einem Knicken oder Aufreißen der Naht führen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Durchmessers eines Spiralrohres, das in einem Walzwerk mit drei Walzen hergestellt wird, wobei die verbundenen Kanten der schraubenförmigen Windungen radial relativ zu der

509847/0424

Längsachse des Rohres verschoben werden, um Abweichungen des Durchmessers zu korrigieren, die durch die oben erwähnten Unstimmigkeiten hervorgerufen werden. Bei einem Walzwerk für eine Verriegelungsnaht weist eine derartige Vorrichtung Einrichtungen zum Einstellen einer oder beider Verriegelungswalzen radial nach einwärts oder auswärts relativ zur Rohrachse auf, wobei eine Einstellung nach auswärts bzw. nach einwärts eine Verringerung bzw. Vergrößerung des Durchmessers bewirkt. Derartige Einstellungen können leicht ohne Abschalten der Maschine bewirkt werden und wirken nicht auf die Gleichmäßigkeit der Naht ein, die durch Pressen der Flansche an den Kanten des Bandes zwischen den Verriegelungswalzen gebildet wird.

Die Einrichtung zum Bewegen einer oder beider Verriegelungswalzen in radialer Richtung relativ zur Achse des Rohres kann für einen Handbetrieb oder einen automatischen Betrieb ausgelegt werden. Bei einem Handbetrieb werden die Walzen mit Schrauben zusammengepreßt, die auf einer Halterung dafür lagern. Durch leichtes Anziehen oder Zurückschrauben dieser Schrauben von Hand werden die Walzen radial nach innen oder nach außen bewegt. Die Steuerung des Durchmessers des Rohres derart, das er innerhalb der Hauptabmessungen liegen bleibt, kann von Hand oder automatisch erfolgen. Z.B. kann eine Bedienungsperson den Durchmesser mit einem Lineal oder einem Bandmaß messen. Eine mögliche selbsttätige Steuervorrichtung besteht aus einem flexiblen Streifen oder Band, der bzw. das um den Umfang des Rohres angeordnet ist, das von dem Biegewalzwerk ausgeht, das

509847/0424

mit einem Meßelement versehen ist, das Schwankungen bezüglich einer Kontraktion oder Dehnung des Bandes erfaßt und aufzeichnet. Eine derartige automatische Steuervorrichtung kann weiterhin mit einem Servomechanismus gekoppelt sein, der eine Einstellung der Verriegelungswalzen in erfindungsgemäßer Weise bewirkt, wodurch der gesamte den Durchmesser steuernde Betrieb selbsttätig gemacht wird.

Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, die zur Herstellung einer relativ leicht geeichten, geriffelten biegbaren Leitung verwendbar ist. Die Figuren 1 und $ zeigen die Gesamtmaschine. Die Figuren 2, 6, 7» 8 und 9 zeigen die Konfiguration des Bandes und der Leitung in verschiedenen Stufen des ßillenbildungs- und des Biegebetriebs. Die Figur 4 zeigt den Antriebsmechanismus der Maschine. Die Figur 5 zeigt die Einzelheiten des rillenbildenden Walzwerks· Die Figuren 10 bis 12 zeigen Einzelheiten des zur Biegung und zur Nahtbildung dienenden Teils der Maschine. Die Figuren 13 und 14 zeigen detaillierte Darstellungen des Verriegelungswalzenaufbaus.

Im einzelnen sind in der Zeichnung:

Fig. 1 ein=perspektivische Ansicht der Ausführungsform,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des zu einem Rohr geformten Bandes,

Fig. 3 eine Grundrißansicht der Ausführungsform nach Figur 1,

609847/0424

25205U

]?ig. 4 die Ansicht eines Teilschnitts entlang der Linie 4-4 in Figur 3j

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Figur 3»

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Figur 3,

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der Figur 2,

Fig. 8 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 8-8 der Figur 2,

Fig. 9 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 9-9 der Figur 2,

Fig.10 eine vergrößerte Schnittansieht entlang der Linie 10-10 der Figur 1,

Fig.11 eine Endaufrißansicht der Vorrichtung nach Figur 10, Fig.12 eine Schnittansieht entlang der Linie 12-12 der Figur 11,

Fig.13 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 13-13 der Figur 12 und

Fig.14 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 14-14 der Figur 13.

Obgleich das Prinzip gemäß der Erfindung bei Walswerken zur Herstellung von Rohren verschiedener Größe und verschiedenen Normalmaßes anwendbar ist, dient die in den Zeichnungen dargestellte spezielle Maschine zur Herstellung geriffelter, biegbarer Rohre

509847/0424

mit einem Durchmesser von annähernd 1 bis 36 inch. (1-36-25,4- mm) einer relativ leichten Blechdicke. Bestimmte Einzelheiten der dargestellten Ausführungsform können auch zur Herstellung von Rohren anderer Größe, Art und Eichmaße verwendet werden.

Im allgemeinen ist die in den Zeichnungen (Fig. 1 und 3) dargestellte haschine in einer Art drei Grundäationen aufweisenden Anordnung vorgesehen, wobei die Teile der Maschine in der Stufenfolge Rillenbildung, Umformung, d.h. Spiralbildung, Nahtbildung und Entladen erforderlich sind, um ein fertiggestelltes, gewelltes, biegbares Rohr 1 aus einem langgestreckten Feinblechband 2 zu bilden. Die die Kiffen bildende Station 3 der Maschine nimmt das Band 2 auf, bildet darin in Längsrichtung verlaufende Gewinderippen 4- und Kehlen 5 (Fig· 7 bis 9) und läßt das Band 2 zu dem Formteil 6 der Maschine vorrücken. Im Formteil 6 der Maschine wird das Blech in schraubenförmige Windungen 7 gebogen (Fig. 2), deren benachbarte Kanten zwecks Bildung einer fortlaufenden Naht verbunden werden. Das Rohr rückt dann zur Entladestation 8 vor, wo es in Längen geschnitten wird, die zur weiteren Bearbeitung von einem Auslauftisch aufgenommen werden.

Die Station 3 zur Riefenbildung (Fig. 1, 3) weist einen Schlitten 9 mit einem langgestreckten Rahmen auf, der auf seiner oberen Seite eine Anzahl riefenbildende Walzen 10 trägt. Die riefenbildenden Walzen 10 sind in einer Anzahl Walzengestelle oder aufeinandergepaßter Elementanpaare (Fig. 5) vorge-

509847/0424

sehen, die jeweils eine obere und eine untere Walze aufweisen. Die Walzengestelle 10 sind im allgemeinen horizontal ausgerichtet, so daß das Band 2 zwischen den oberen und unteren Walzen eines jeden Gestells durchläuft und verformt wird, wenn das Band vom Einlaßende 14 zum Auslaßende 15 des Schlittens 9 läuft.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, weist jede Walze 10 eine zylindrische Trommel 16 mit ringförmigen Rillen 17 auf ihrer Längsoberfläche auf. Jede Trommel 16 ist an einer Spindel 18 befestigt, die an einem Ende in Lagern 19 in einer Seitenwandung 20 des Schlittens 9 und am anderen Ende in Lagern 23 einer Seitenwandung 24 eines Gewindekastens (B¹Ig. 3 bis 5) gelagert ist. Die obere Walze jedes Walzengestells ist in vertikaler Richtung mittels Schrauben 26 einstellbar, die von einem Zugstab 27 aufgenommen werden und auf der oberen Fläche eines oberen Gleitklotzes 28 der Lagereinrichtung lagern. Die oberen und unteren Walzen jedes Gestells, wie auch benachbarte Gestelle, sind durch Gewinde in dem Gewindekasten 25 derart verbunden, daß die Walzen 10 mit derselben Geschwindigkeit angetrieben werden. Wie in den Figuren 1 und 3 bis 5 dargestellt ist, werden die Walzen 10 von einem Elektromotor 29 angetrieben, der mit einem Schneckenrad/Stufenscheibenantriebsmechanismus (Fig. 5) gekoppelt ist. Eine Antriebswelle 34 des Mechanismus 30 ist mit der Spindel 18 der unteren Walze 10 des ersten Gestells in der Reihe gekoppelt. Auf der Antriebswelle 34 ist ein Antriebszahnrad 36 gelagert, das antriebsmäßig mit einem am Gewindekastenende der Spindel 18 der oberen Walze des Gestells

509847/042/»

gelagerten Spindelzahnrad 36 kämmt. Das Antriebszahnrad 35 kämmt antriebsmäßig mit einem Zwischenzahnrad 37» das wiederum mit dem Spindelzahnrad der unteren Walze des angrenzenden Gestells (Fig. 4) usw. kämmt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind elf Gestelle für riefenbildende Walzen mit ausreichenden Rillen 1? vorgesehen, um über die Breite des Bandes 2 hin elf Rillen zu bilden. Die Rillen auf der unteren Walze befinden sich in bezug auf die Rillen der oberen Walze außer Phase, so daß die Gewinderippen der ersteren sich mit den Kehlen der letzteren und umgekehrt gabeln. Die Zahl der Walzengesteile, die Zahl der ringförmigen Rillen auf einer Walze und die Abmessungen, d.h. die Tiefe und Ganghöhe der Rillen können, je nach Wunsch, in Abhängigkeit von der speziellen Größe, der Art und dem Normalmaß des herzustellenden Rohres variiert werden. Wie aus den Fig. 7 bis 9 hervorgeht, ist das Verhältnis Tiefe-Ganghöhe der Rillen des biegbaren Rohres verhältnismäßig groß im Vergleich zu andersartigen Röhren, wie z.B. zu großen Wasserdurchlaßrohren.

An den Enden der Walzen 10 an der Gewindekastenseite ist am Ausgangsende 15 eine gekehlte Randwalze 41 (Fig. 2) zur Bildung eines Flansches 38 (Fig. 7) am Ende 54 des Bandes 2 gelagert·

Die Fig. 7 zeigt einen Querschnitt des Bleches 2, wenn es aus dem Walzwerk der rillenbildenden Walzen 10 austritt. Wie dargestellt ist, endet die Kante 54 des gerillten Bleches in einem

509847/0424

nach oben und leicht nach einwärts gerichteten Flansch oder in einer Klemmkante 38. Die gegenüberliegende Kante 55 endet in einem nach unten gerichteten Flansch (Fig. 8_r 9) oder einer Klemmkante 39» die durch Wirkung der Walzen 10 gebildet wird. Diese Flansche 38, 39 sind vorzugsweise im allgemeinen zentrisch von einander gegenüberliegenden, schrägverlaufenden Teilen der Rillen an den Längskanten des Bandes gebildet. Auf diese Weise wird die Naht durch Verriegelung und Sicken gebildet und die Flansche liegen eher in einer geneigten Ebene einer Bandrille (vorzugsweise im Mittelpunkt davon) als daß sie am Wellenberg einer Gewinderippe oder am Boden einer Kehle liegen. Wie später beschrieben wird, werden diese Flansche aufeinanderfolgend in Eingriff gebracht, miteinander verriegelt und zu einer fortlaufenden Naht sickenmäßig verarbeitet.

Wenn das gerillte Band aus dem letzten Walzengestell 10 heraustritt, läuft es durch ein Paar Führungsplatten 40 (Fig. 1, 2 und 6). Jede Führungsplatte 40 weist eine Auskleidung 44 mit einem niedrigen Koeffizienten des Reibungsmaterials, wie z.B. Teflon (R.T.M.), auf, was das Gleiten des Bandes dazwischen erleichtert« Die Führungsplatten 40 dienen bloß dazu, das Band zu tragen und es vor einer Verformung auf der Strecke zwischen der Station 3 zur Rillenbildung und der Formstation 6 zu bewahren.

Die Formstation 6 der Maschine weist drei Walzen und einen Hauptrahmen 45 auf, der einen Dreifach-Mechanismus zur Spiralbildung (Fig. 10 bis 12) mit einer Druckwalze 46, einer zen-

509847/0424

trischen Amboßwalze 47 und einer Führungswalze 48 bildet, die die Zuführungsbahn des Bandes 2 zwischen den Führungsplatten 40 begrenzen. Die Amboßwalze 47 und die Führungswalze 48 sind auf der gleichen horizontalen Höhe gelagert, wie die oberen bzw· die unteren Walzen 10 des Walzengestells zur Rillenbildung, so daß die einander gegenüberliegenden Seiten des Bandes dadurch in Eingriff gebracht werden. Die Druckwalze 46 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Amboßwalze 47 von der Führungswalze 48 auf einer geneigten Rampe oder Bahn 49 gelagert, so daß ihre Nähe zur Amboßwalze und ihre vertikale und horizontale Stellung relativ zur Zuführungsbahn des Bandes 2 zwischen den Walzen 47, 48 eingestellt werden kann. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Dvuckwalze 46 vertikal über der Zuführungsbahn angeordnet, so daß sie mit derselben Seite (dem Boden) des Bandes in Eingriff kommt, wie die Walze 48 und das Band 2 aufrollt oder zu Spiralen nach oben unter Verwendung der Amboßwalze als Drehpunkt formt, wenn das Band durch den der Station $ zur Rillenbildung zugeordneten Antriebsmechanismus bewegt wird.

Stützwalzen 46, 47 und 48, deren Achsen im schiefen Winkel zur Zuführungsbahn des Bandes 2 angeordnet sind, bewirken ein Aufrollen des Bandes zu schraubenförmigen Windungen, deren Teilkegelwinkel im wesentlichen mit dem schiefen Winkel übereinstimmt. Wie oben dargelegt ist, stellt der schiefe Winkel einen der drei grundlegenden Parameter dar, die grob den Durchmesser des fertiggestellten Rohres bestimmen. Um in bequemer Weise für eine Veränderung des schiefen Winkels zu sorgen, verbindet ein

509847/0424

drehbarer Arm 51 den Schlitten 3 zur Rillenbildung und den Rahmen 45, so daß ersterer gelenkig auf Tragschienen 50 (Fig. 1 und 3) gelagert werden kann. Der schiefe Winkel wird in bezug auf die Breite des Bandes 2 und die Stellung der Walze 4-6 eingestellt, so daß die Kante 55 des Bandes 2 beim Aufrollen zu einer 360° Windung an die gegenüberliegende Kante 54- (Fig. 2) angrenzt. Auf diese Weise wird das Band spiralmäßig in engen Windungen aufgerollt, die an angrenzenden Kanten, wie später beschrieben wird, zur Bildung eines endgültigen Rohres 1 miteinander verbunden werden.

Zum Aufrollen des mit Rillen versehenen Bandes weisen die Walzen 46, 47 und 48 jeweils eine Anzahl einzelner Rollen 56 (Fig. 10) auf. Me Rollen 56 jeder Walze weisen einen Umfang auf, der in Größe und Form den Rillen 4, 5 im Band 2 angepaßt sind, so daß sie mit letzteren beim Bewegen des Bandes dazwischen in Eingriff kommen. Jede Rolle ist auf ihrer eigenen Welle 57 gelagert, die in einem Joch 58 (Fig. 14) gehaltert ist. Jedes Joch 58 ist auf einer rechteckigen Grundplatte 59 gelagert, die jeweils gleitbar in Nuten 64, 66, 69 in einem zugeordneten Befestigungselement aufgenommen sind. Die Nuten weisen ähnlichen Aufbau und sich nach einwärts erstreckende Kanten 60 (Fig. 13) auf, die sich über die Enden der Grundplatten 59 zum Festhalten letzterer in den Nuten erstrecken.

Insbesondere ist die Grundplatte für die Walze 46 in der Hut 64 eines Blocks 65 aufgenommen, der auf einer Rampe oder einer

509 8.4 7/0424

Bahn 4-9 fahrmäßig getragen wird (Fig. ΊΟ, 11). Die Stellung des Blockes 65 auf der geneigten Fläche der Rampe 4-9 kann mittels Schrauben 63 eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Druckwalze dichter an die Amboßwalze 4-7 heran oder von ihr wegbewegt werden, um das Blech 2 unter einem kleineren bzw. größeren Radius aufzuwickeln. Die der Walze 4-7 zugeordnete Grundplatte ist in einer Nut 66 der Unterseite einer halbzylindrischen Dockenspindel 67 aufgenommen, die am Oberteil eines vertiäkJLen Ständers 68 befestigt ist, der mittels Schrauben an der oberen Seite des Rahmens 4-5 befestigt ist. Wie aus den Figuren 1, 10 und 12 hervorgeht, erstreckt sich die Dockenspindel 67 nach einwärts über das Blech und in die daraus durch die Walzen 46, 4-7, 48 gebildete Windung. Die Grundplatte der Führungswalze 48 ist in der Nut 69 in einem Halterungsblock 70 aufgenommen, der an der oberen Seite des Rahmens 4-5 befestigt ist. Die Axialstellung der Walze 48 relativ zu den beiden anderen Walzen kann mittels einer Einstellschraube 71 eingestellt werden, die im Boden des Ständers 68 aufgenommen wird und in geeigneter Weise an einem Flansch" 72 angehängt ist, der von den Seiten des Blockes 70 vorragt.

Wie aus den Fig. 10 bis 12 hervorgeht, ist eine einen Flansch fertigstellende Walze 74- an der Außenseite des Blockes 65 zur Fertigstellung der Formung eines Flansches 39 an der Kante 55 des Bandes 2 gelagert, d.h. zum Zurückbiegen des Flansches 39 am Band 2 zu einer dem Flansch 38 ähnlichen Form.

509847/0424

Die Walze 74 weist ein abgeschrägtes Trommelrad 75 auf, das auf einem Bolzen 76 in einem Joch 77 gelagert ist, das an einem an dem Block 65 mittels Schrauben 79 befestigten Arm 78 angebracht ist. Der auf diese Weise gebildete Flansch 39 wird endgültig mit dem Flansch 38 an der gegenüberliegenden Kante 54 des Bleches 2 verriegelt und zwecks Bildung einer fortlaufenden Naht zusammengedrückt. Das Aufrollen, Flanschbilden und Flanschverriegeln ist in den Fig. 2, 8 und 10 dargestellt.

Wenn das Band 2 durch die Walzen 46, 47 und 48 geführt wird, werden die Kante 55 nach oben durch die Biegewirkung der Walze

46 aufgerollt und der Flansch 39 darin mittels der Rolle 74 gebildet« Die Kante 55 bewegt sich, wie in Fig. 2 in ausgezogenen Linien und in Fig. 10 in strichpunktierten Linien dargestellt ist, in einer schraubenförmigen Bahn von der Amboßwalze

47 über annähernd 360°, um mit der gegenüberliegenden Kante in Eingriff zu kommen. Das Ineinandergreifen der Flansche 38, 39 (Fig. 8) wird nicht nur durch die besondere Form der Flansche, sondern auch durch die Bandbahn erleichtert. Die Kante 55 nähert sich der Kante 54 oberhalb von letzterer, was schwach durch Anordnung der Amboßwalze 47 derart unterstützt wird, daß letztere das Band geringfügig nach unten einer horizontalkonvergierenden Bahn verformt oder krümmt. Mit anderen Worten wird der nach unten gerichtete Flansch 39 an der Kante in Eingriff mit dem nach oben gerichteten Flansch 54 an der Kante 54 entlang einer Bahn gebracht, die sich nach unten und leicht geneigt in Bewegungsrichtung des Rohres erstreckt, das

509847/0424

entlang der Achse des fertiggestellten Rohres austritt· Die Neigung der Bahn für das Miteinanderineingriffbringen ist vorzugsweise gleich der Neigung, unter der die Flansche 38, 39 relativ zur Ebene des Bandes gebildet worden sind. Auf diese Weise werden die Flansche jeweils leicht und vollständig am Schnittpunkt der Windung miteinander in Eingriff gebracht, wobei das ankommende Band ihren natürlichen Bahnen folgt. Es ist nicht notwendig, das Band in einen geeigneten Eingriff zu drücken und vollkommen zu überlappen.

An dem oder unmittelbar hinter dem Schnittpunkt laufen die verriegelten Flansche 38, 39 durch ein Paar sickenbildende oder verriegelnde Walzen 80, 8A- (Fig. 12 bis 14). Bei radialer Stellung dieser Walzen relativ zur Achse des Rohres wird der Durchmesser des fertiggestellten Rohres gemäß der Erfindung gesteuert. Die obere Verriegelungswalze 80 ist an dem inneren Ende eines Spanndorns 67 gelagert, und sie weist ein abgeschrägtes Trommelrad 85 auf, das an einem in einem Joch 87 gehalterten Bolzen 86 gelagert ist. Das Joch 87 weist einen zylindrischen Kopf 88 auf, der in einem innerhalb des Innenendes des Spanndorns 67 eingepaßten Tragelement 89 aufgenommen ist. Das Tragelement 89 weist eine Keilnut 90 zur Aufnahme eines Keils 91 zwecks Verhinderung einer Drehung des Kopfes 88 darin auf. Das Oberteil des Tragelementes 89 weist ein Außen- und ein Innengewinde auf. Das Außengewinde nimmt einen Sicherungsmutter 94 auf, die das Tragelement 89 innerhalb der Bohrung des Spanndorns 67 befestigt. Das Innengewinde nimmt eine Stellschraube 95 auf,

509847/0424

deren Unterfläche auf der Oberfläche des Kopfes 88 des Joches lagert. Das untere Ende des Kopfes 88 weist einen ringförmigen Flansch 96 auf, der in einer aufgeweiteten Gegenbohrung 97 im Spanndorn 67 am unteren Ende des Tragelementes untergebracht ist. Ein Paar !Führungsleisten 98 ist am Boden des Spanndorns 97 auf Oeder Seite des Joches 87 mittels Kopfschrauben befestigt, die Federringe 100 aufweisen und sieh nach innen über die Kanten der ringförmigen Flansche 96 nach innen erstrecken.

Die Verriegelungswalze 80 wird nach unten durch Festziehen einer Stellschraube 95 mit einem Schlüssel für Innensechskantschrauben

104 eingestellt, wodurch der Kopf 88 nach unten gegen eine federmäßig abgestützte Führungsleiste 98 und nach oben durch nach Hintendrehen einer Schraube 95 gedrückt wird, wodurch die federmäßig abgestützten Führungsleisten den Kopf 88 nach oben drücken werden.

Die untere Verriegelungswalze 84 ist auf der Oberseite des Rahmens 45 gelagert. Ihr Aufbau entspricht dem der oberen Verriegelungswalze 80 und sie weist ein abgeschrägtes Trommelrad

105 auf, das auf einem in einem Joch 10? gelagerten Bolzen 106 befestigt ist. Das Joch 107 weist einen zylindrischen Kopf 108 auf, der in einem Tragelement 109 aufgenommen ist und eine Keilnut 110 zur Aufnahme eines Keils 114 zur Verhinderung der Drehung des Kopfes 108 aufnimmt. Das Tragelement 109 ist wiederum in einem Gehäuse 115 mit einem Flansch 116 gehalten, der gleitbar in einer Führungsbahn 117 im Rahmen 45 eingepaßt ist· Das Tr ag-

■509847/0424

element 109 ist im Gehäuse 115 mittels eines Schraubensatzes befestigt. Das Tragelement weist eine Gewindebohrung an seinem unteren Ende auf, das eine Einstellschraube 119 aufnimmt, deren Oberteil auf dem Oberteil des Kopfes 108 lagert. Die untere Verriegelungswalze 84 wird nach oben durch Festziehen der Schraube 119 mit einem Schraubenschlüssel 120 und nach unten durch einfaches Nachhintendrehen der Schraube 119 eingestellt. Beide Einstellschrauben 95» 119 sind zugänglich, so daß sie betätigt werden können und so daß der Rohrdurchmesser folglich während der Rohrherstellung gesteuert werden kann.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, laufen die verriegelten Flansche 58, 39 durch die Trommelräder 85, 105 der Verriegelungswalzen 80 bzw. 84 und werden dabei fest zusammengequetscht, wodurch eine fortlaufende Naht gebildet wird, die die Windungen 7 in Form eines fortlaufenden Rohres 1 zusammenhalt. Wenn die Trommelräder 85, 105 die Flansche 58, 39 zusammenquetschen, bilden die ineinandergreifenden Rändel 124 (Fig. 13, 14) auf den abgeschrägten Oberflächen der Trommelräder 85, 105, zwischen denen die Flansche zusammengequetscht werden, eine fortlaufende Reihe im Abstand zueinander befindlicher Falten oder Einprägungen in der fortlaufenden Naht. Diese Einprägungen verhindern ein umfangsmäßiges Rutschen zwischen den Rändern 38, 39, versteifen die Naht und halten sie bei Spannungsbeanspruchung beim Biegen des Rohres fest zusammen.

509847/0424

Der auf die Naht von den. Verriegelungswalzen 80, 84- ausgeübte Druck kann durch eine Handradschraube 71 (Fig· 10 bis 12) eingestellt werden, die durch den Ständer 68 geschraubt und an dem Block 82 befestigt ist. Die Unterfläche des Blocks 82 ist an einem Flansch 116 eines Jochgehäuses 116 für eine Walze 84-befestigt, so daß er translatorisch zu oder von einer Walze 80 durch Drehung der Schraube 71 bewegt wird.

Gemäß der Erfindung kann der Durchmesser des Rohres 1 genau durch gleichzeitiges Heben oder Senken der Verriegelungswalzen 80, 64 in der beschriebenen Weise gesteuert werden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird, wenn die Walzen gehoben werden, d.h., wenn sie radial nach einwärts relativ zur Achse des Rohres bewegt werden, der Durchmesser des Rohres 2 vergrößert. In Wechselbeziehung wird, wenn die Walzen gesenkt werden, d.h., wenn sie radial nach auswärts relativ zur Achse des Rohres bewegt werden, der Durchmesser verringert. Die durch eine derartige Bewegung bewirkten Durchmesserveränderungen sind unbedeutend und treten stufenweise auf. So können z.B. in einer Maschine zur Herstellung eines Rohres mit einem Durchmesser zwischen 1 und 36 inch. (1-36-25,4· mm) derartige Einstellungen Durchmesserveränderungen von annähernd + 1 bis 4- inch. (1-4-·25»4- mm) bewirken. Größere Durchmesserveränderungen sollten durch Variieren des schiefen Winkels und der Stellung der Druckwalze 4-6 bewerkstelligt werden, wobei für gewöhnlich das Walzwerk auf einen unterschiedlichen Durchmesser eingestellt wird.

509847/0424

Eine derartige radiale Bewegung der Verriegelungswalzen wirkt sich durch die effektive Vergrößerung oder Verringerung des Durchmessers auf die Länge der ersten Wendel aus (d.h. auf den Abstand vom Punkt auf der Kante 55 des Bandes 2, an dem die Windung beginnt, bis zu dem Punkt darauf, wo die Kante 55 durch die Verriegelungswalzen mit der Kante 5^ zusammengequetscht wird). Wenn bei der Herstellung des Rohres oder im Material eine Schwierigkeit oder ein Fehler auftreten, wodurch ein "Wandern" des Durchmessers oder eine Abweichung von der Maschineneinstellung auftreten, bedeutet das, daß die Länge der ersten Wendel, die den Durchmesser bestimmt, sich verändert hat. Die erfindungsgemäße Durchmessersteuerung bewirkt daher ein Korrigieren der Durchmesserveränderung durch Verschieben der einander gegenüberliegenden Kanten des Bandes in der ersten Wendel zurück in ihre geeignete radiale Stellung, während sie zur gleichen Zeit in ihrer geeigneten überlappten Stellung zur Bildung einer verriegelten Naht oder in einer aneinandergefügten Stellung zur Bildung einer Schweißnaht gehalten werden.

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform werden die Walzen 80, ö4- einzeln und von Hand mittels Einstellschrauben 95» 119 eingestellt. Auch kann nur eine Walze von Hand einstellbar sein, wobei die andere Walze auf die Einstellung der ersten Walze reagiert. Die reagierende Walze kann z.B. zurückschnellen, so daß sie sich nach oben oder nach unten in Übereinstimmung mit der Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der zwangsläufig eingestellten Walze bewegt. Die gesamte Einstellung kann auch selbsttätig

509847/0424

erfolgen. Z.B. kann eine Einrichtung zum Steuern des Durchmessers in der Maschine angeordnet sein (z.B. ein Band- oder Schleifendetektor), der beim Nachweis einer Abweichung von einem gegebenen Durchmesser ein Servomechanismus betätigen würde, der wiederum die Verriegelungswalzen zum Korrigieren der Abweichung hebt und senkt.

Es können auch verschiedene mechanische Einrichtungen verwendet werden, mit denen die Durchmessersteuerung gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann. So kann z.B. in einem großen Walzwerk zur Herstellung von Rohren mit einem Durchmesser von 6 bis 120 inch. (6-120-25,4- mm) von 18 bis 8 Blechdicke die obere Verriegelungswalze auf einem keilförmigen Steuerelement gelagert sein, dessen seitliche Bewegung eine vertikale Einstellung der oberen Walze bewirkt, die die verriegelte Haht gegen die untere Walze drückt, die nach oben federbeaufschlagt ist.

Im Falle eines glattwandigen, nahtverschweißten Rohres der einfachsten Form einer Kantenverschiebung wird die Durchmessersteuereinrichtung von einem Paar flacher, zylindrischer Walzen, die in gespreizter Weise auf den entgegengesetzten Seiten der aneinandergefügten Kanten vorgesehen sind, gebildet. Andere Ausführungsformen sind denkbar. Wenn das Rohr aus der Formstation austritt, wird es von der Entladestation 8 aufgenommen (Fig. 1 und 3). Die Entladestation 8 weist einen Auslauftisch 125 auf, der aus einer Anzahl Gestellelemente und einer Anzahl Rohtragwalzen herkömmlicher Art aufgebaut ist. Die Station 8 kann auch

509847/0424

eine Säge I50 oder andere Schneidwerkzeuge aufweisen, die zum Schneiden von fertiggestellten Rohrabschnitten vorbestimmter Länge dienen.

Patentansprüche

509847/0424

Claims

Patentansprüche

1.!Verfahren zum Herstellen eines Spiralrohres aus einem langgestreckten Band eines verformbaren Blechmaterials, wobei das Band fortlaufend zu schraubenförmigen Windungen gebogen wird, deren benachbarte Kanten zur Bildung des Rohres miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt, an dem die Verbindung benachbarter Kanten vor §ich geht, zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Durchmessers des Rohres relativ zur Achse des letzteren eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt in radialer Richtung relativ zur Achse des Rohres verschoben wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt in Abhängigkeit von den Abweichungen des Durchmessers des Rohres von seinem gewünschten Durchmesser verschoben wird.

4-. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Verbindungspunktes nach einwärts relativ zur Achse des Rohres ein Ansteigen des Rohrdurchmessers und eine Einstellung des Verbindungspunktes nach außerhalb eine Verringerung des Rohrdurchmessers bewirken.

509847/0424

5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche zum Herstellen eines nahtverriegelten Spiralrohres, dadurch gekennzeichnet, daß Flansche an den gegenüberliegenden Kanten des Bandes gebildet weraen, daß das Band dann zu schraubenförmigen Windungen gebogen wird, daß die Flansche in eine verriegelte Beziehung geführt werden und daß die verriegelten Flansche zu einer fortlaufenden Naht zusammengepreßt werden, wobei der Punkt des Zusammenpressens den Punkt einschließt, der relativ zur Achse des Rohres verschoben wird,

6. Maschine zur Herstellung eines Spiralrohres aus einem langgestreckten Band eines verformbaren Blechmaterials, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum fortlaufenden Biegen des Bandes in schraubenförmige Windungen, durch eine Einrichtung zum Führen der einander gegenüberliegenden Kanten des Bandes in ein aneinandergefügtes Verhältnis, durch eine Einrichtung zum Verbinden der Kanten in einer fortlaufenden Naht und durch eine Einrichtung zum Steuern der radialen Stellung, in der die Kanten zwecks Erzielung eines vorbestimmten Rohrdurchmessers miteinander verbunden werden.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Rohrdurchmesser durch radiale Verschiebung der Stellung steuert, in der die Kanten relativ zur Achse des Rohres verbunden werden.

509847/042A

8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Unstimmigkeiten beim Biegen des Blechmaterials steuerbar ist, die ein Abweichen des Rohrdurchraessers von dem gewünschten Durchmesser bewirken.

9. Maschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Paar einander gegenüberliegende Walzen, die an gegenüberliegenden Seiten des Bandes an den verbundenen Kanten angreifen, und eine einstellbare Einrichtung aufweist, die die Walzen zur Bewirkung der Verschiebung trägt.

10. Maschine nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch eine während des Betriebs der Maschine betätigbare Einrichtung zum Einstellen der einstellbaren Einrichtung vorgesehen ist.

11.. Maschine zum Herstellen eines nahtverriegelten Spiralrohres aus einem langgestreckten Band eines Blechmaterials, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bilden von Flanschen an gegenüberliegenden Endkanten des Bandes, durch ein Walzwerk zum fortlaufenden Biegen des Bandes in schraubenförmige Windungen, durch eine Einrichtung zum Führen der Flansche in eine verriegelte Beziehung, durch eine Einrichtung zum Pressen der verriegelten Flansche zu einer fortlaufenden Naht, und durch eine Einrichtung zum Einstellen der Stellung der Preßeinrichtung relativ zur Längsachse des Rohres zwecks

509847/0424

Auf rechterhalt ung eines gewünschten Rohrdurchmesjsers. -,

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung ein Paar Walzen aufweist, die an gegenüber liegenden Seiten des Bandes am Verriegelungspunkt der Flansche angeordnet sind,

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Walzenpaares derart geformt sind, daß eine fortlaufende Reihe von im Abstand zueinander angeordneter Einprägungen in der Naht gebildet werden.

Maschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walze mit einer der verriegelten Flansche in Eingriff kommt, und daß zumindestens eine der Walzen des Paares eine Einstelleinrichtung aufweist, die die Walze in einer Richtung radial zur Achse des Rohres beaufschlagt, wodurch die ^radiale Stellung der Naht variierbar ist·

15- Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzen des Paares eine derartige Einstelleinrichtung aufweisen.

509847/0424

Leerseite