DE2916928A1

DE2916928A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallrohren

Info

Publication number: DE2916928A1
Application number: DE19792916928
Authority: DE
Inventors: Takeshi Mori; Makoto Nakagawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1978-05-02
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1979-11-08
Also published as: FI791330A; US4339938A; JPS54145361A; FR2424773A1; FR2424773B1; ZA792034B

Description

Patentanwälte

Dr. VV. Haiiler Lüdenscheid, 24. April 1979

Dipi.-Ci.sm. F. Schrumpf . _{vq 7n}

Postfach 17 04 ¹^ '

Lftdenschefd

Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation

6-3. Otemachi, 2-Chome, Chiyoda-Ku, Tokio, Japan

Verfahren und Vorrichtlang zur Herstellung von Metallrohren

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallrohren, wonach die Kanten eines Streifens symmetrisch zur Walzlinie geformt werden, wobei der Streifen in Längsrichtung zwischen konvexen und konkaven Horizontalwalzen hindurchgeführt wird, wobei eine Zwischenformung hauptsächlich des ungeformten Streifenabschnitts in eine runde Form symmetrisch zur Walzlinie erfolgt, indem der kantengeformte Streifen durch eine Mehrzahl von Käfigwalzen geführt wird, die symmetrisch längs der Walzlinie angeordnet sind, ο und wobei eine Fertigformung des nahezu gerundeten Streifens durch Einführen der Rippe einer angetriebenen Rippenwalze in den Spalt zwischen den Streifenkanten erfolgt.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von längs—geschweißten Rohren, bei denen die Schweißnaht paral-IeI zur Längsachse verläuft.

Bei der Herstellung solcher geschweißter Rohre erfolgt z.B. eine elektrische Schweißung der Schweißnaht, die parallel zur Längsachse verläuft. Dabei wird ein Streifen oder ein längsgeschnittenes Band durch Formwalzen in eine geschlossene Kreisform geformt, dann werden die beiden einander gegenüberstehenden Kanten miteinander verschweißt. Normalerweise werden die nachstehend erläuterten bekannten Verfahren zur Vorformung des Streifens benutzt.

Eine erste Arbeitsweise ist bekannt als Formung mit Stufenwalzung. Dieses Verfahren benutzt eine stufenweise Formung eines Streifens, der in Längsrichtung durch mehrere

900845/0964

-y-

Paare von Horizontalwalzen und Vertikalwalzen geführt wird, die längs der Walzlinie angeordnet sind. In der Anfangsstuff wird die Gesamtbahn eines flachen Streifens auf die gewünschte Größe geschnitten und z.B. durch drei Paare von gebogenen Horizontalwalzen gebogen. Der Grad der Biegung ist nicht unbedingt fest vorgegeben. Der flache Streifen wird stufenweise in eine U-Form geformt. In einer Mittelstufe wird der U-förmige Streifen in eine O-Form geformt, indem die Kanten und der Mittelbereich weiter durch drei ο Paare von Vertikalwalzen und ein Paar gebogene Horizontalwalzen gebogen werden, die in entsprechenden Abständen ange ordnet sind. Durch die Anfangs- und Mittelstufen wird der Streifen sehr nahe auf die gewünschte Fertigform gebogen. In der Endstufe erfolgt mit Hilfe von Rippenwalzen, die jeweils eine Umfangsrippe aufweisen, eine Prägung der gegenüberstehenden Streifenkanten, um dieselben für die Schweißung vorzubereiten.

Das beschriebene stufenförmige Walzen formt einen vorgeschlitzten Streifen in eine Rundform. Die Querschnitts form des Streifens ändert sich in einem jeden Paar von Form walzen beträchtlich, da nur wenige Paare von Formwalzen in größeren Abständen längs der Walzlinie angeordnet sind. Dieses bedingt ein Zurückspringen und eine Stufenform der Kanten des Streifens. Aufgrund dieser Anordnung erfolgt in jedem Paar Formwalzen eine starke Verformung, so daß die Kanten des Streifens am Einlauf eines jeden Formgerüsts gelängt werden, danach in Längsrichtung gestaucht werden, wenn die Kanten unmittelbar in den Bereich der Walzen kommen, und schließlich beim Verlassen der Walzen ebenfalls gestaucht werden. In der Fertigformstufe, wo einzelne Formwalzen eine starke hemmende Kraft ausüben,wirken auf die Kanten, die in den Anfangs- und Zwischenstufen gelängt worden sind, Druckkräfte ein. Wenn der Streifen dick genug ist, we An diese Druckkräfte als Druckspannung ausgeglichen Jedoch kann sich bei dünneren Streifen eine Längswellung ausbilden.

Eine zweite Art der Formung ist als Käfigwalzformung oder Formung mit natürlicher Verformung bekannt. Danach

ο -

wird ein in eine einfache Bogenform vorgeformter Streifen durch zwei gebogene Horizontalwalzen geführt, dann erfolgt eine Kantenformung mit zwei Kantenformwalzen, Im Anschluß an diese Vorformung und Kantenformung läuft der Streifen durch eine Anzahl von kleinen Schleppwalzen oder Käfigwalzen, die längs der Walzlinie angeordnet sind, wobei der Streifen von außen nach innen gedrückt wird, so daß er fortschreitend allmählich in eine O-Form gebracht wird. Der geformte Streifen zeigt kaum eine vertikale Verbiegung, ein Zurückspringen, eine Kantenlängung oder eine Verbiegung. Das Rohrwalzwerk nach der US-PS 3 472 o53 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Formverfahrens. Jedoch formt dieses Käfigwalzenformverfahren die Streifenkanten nur zu geringeren Krümmungen innerhalb der Anfangs- und Zwischenstufen im Vergleich zu der Fertigkrümmung des fertigen Rohres aus. Die gesamte Streifenbreite wird nur in begrenztem Ausmaß gekrümmt. Der größere Teil der Kantenformung erfolgt in den Fertigwalzen der Fertigformstufe. Demzufolge bewirkt diese Fertigformung eine große Walzbe-

2ο lastung und erfordert infolgedessen eine sehr hohe Steifigkeit für das Fertiggerüst. Wenn die Walzbelastung und die Festigkeit des Gerüsts klein sind, ist es schwierig, eine rechtkantige Nut auszubilden, die für ein gutes Ergebnis der Stumpfschweißung zwischen den beiden Kanten des gerundeten Streifens erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Formung von Metallrohren, damit die Streifenkanten für die Schweißuiji eine gute Ausrichtung erhalten. Der Streifen soll in eine gleichmäßige Rundform ohne Unregelmäßigkeit im Kantenbe-

3ο reich geformt werden. Die Walzbelastung in der Fertigformstufe soll herabgesetzt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kantenformung in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird, wobei zunächst der äußerste Kantenbereich und dann ein gegen die Mitte hin unmittelbar an den äußersten Kantenbereich anschließender Bereich geformt und gerundet werden.

Nach dem Verfahren der Erfindung erhält man einen

80884B/0864

sehr genauen Rundquerschnitt des Streifens. Die Streifenkanten stehen einander in genauer Ausrichtung gegenüber, so daß man eine vollkommene Schweißnaht erhält.

In weiterer Ausbildung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen Fig. 1 einen Grundriß auf ein Walzwerk herkömmlicher

Art zur Formung eines Rohrstreifens in einen ο Rundquerschnitt,

Fig. 2 ein Schaubild der stufenweisen Änderung der Querschnittsform des Streifens nach dem herkömmlichen Verfahren,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Fertigformung des Streifens unter Verwendung einer Rippenwalze,

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch die einander gegenüberstehenden Streifenkanten nach Fig.-Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Rohrwalzwerk im Rahmen der Erfindung,
Fig. 6 eine Stirnansicht eines Vorformgerüsts des

Walzwerks nach Fig. 5,
Fig. 7 eine Stirnansicht eines Kantenformgerüsts nach

Fig. 5,

Fig. 8 eine Stirnansicht zur Erläuterung der Querschnitt sänderungen des Streifens bei der Kantenformung ,

Fig. 9 eine Stirnansicht eines Käfigwalzgerüsts innerhalb des Walzwerks nach Fig. 5, Fig. 1o ein Schaubild der stufenweisen Änderung der

Querschnittsform des gerundeten Streifens bei Anwendung des Käfigwalzverfahrens nach der Erfindung und

Fig. 11 Stirnansichten zur Erläuterung der Fertigformung des Streifens mit einer Rippenwalze, wobei Fig. 11a die Anfangsstufe und Fig. 11b die Endstufe der Fertigformung darstellen.

909845/0864

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird zunächst das
herkömmliche Käfigwalzverfahren in Einzelheiten erläutert.
Fig. 1 zeigt in der Draufsicht die Anordnung der Formwalzen eines Rohrwalzwerks. Zunächst wird ein in Längsrichtung
zugeführter, ebener Streifen 1 durch zwei übereinander angeordnete Walzen 11 mit gebogener Umfangsflache in eine Bogenform über die gesamte Breite verformt. Sodann biegt ein
nachfolgendes Paar von Kantenformwalzen 12 die Streifenkanten weiter nach einwärts. Anschließend an diese Anfangsstufe erfolgt eine Zwischenformung des bisher leicht geformten Streifens 2, die den Querschnitt zunehmend in eine
Kreisbogenform bringt, indem der Streifen durch Käfigwalzen 13 ... 17, gebogene Horizontalwalzen 18 und Käfigwalzen 19
... 23 läuft. Der halbkreisbogenförmige Streifen 3 wird

dann in den Fertigwalzen 24,25,26 geformt.

Fig. 2 zeigt die schrittweise Änderung der Querschnittsform des Streifens bei Anwendung des genannten Verfahrens. Der Streifen besteht aus einem Werkstoff mit einer Streckgrenze von 4oo N/mm . Das fertige Rohr hat einen

Außendurchmesser von 5o8 mm und eine Wandstärke von 12,7 mm In Fig. 2 gibt die x-Achse die Breitenlage auf dem Streifen in Prozent der Gesamtbreite an und die y-Achse die Breitenkrümmung des Streifens im Verhältnis zur gewünschten Fertigkrümmung. Die Parameterwerte an den aufgetragenen Kurven entsprechen den jeweiligen Formwalzen in Fig. 1. Wie man
aus Fig. 2 entnimmt, wird ein Kantenbereich des Streifens
in einer Breite von etwa 1o % der Gesamtbreite in einer
Verfahrensstufe auf eine Krümmung von etwa 5o % der Fertigkrümmung gebogen. Bei dieser begrenzten Anfangsbiegung

3ο sowohl hinsichtlich des Breiten-bereichs als auch des Krümmungswertes kann jedoch der Streifen nicht in eine zufriedenstellende Fertig-Rundform geformt werden. Die Kurve 26
in Fig. 2 gibt einen Querschnittsverlauf des fertig geformten Streifens auf der Fertigwalze 26 an. Danach ist die

Krümmung in einem Kantenbereich von etwa 2o % der Gesamtbreite kleiner als die gewünschte Fertigkrümmung. Ein
fertig geformter Streifen sollte einander stumpf gegenüberstehende, rechtkantige Kantenflächen haben. Aber der durch

909845/0064

die Kurve 26 dargestellte Streifen besitzt keine ausreichen de Kreisform, vielmehr stehen die Kantenflächen nach außen auseinander. Die Kurven 23 bis 25 lassen eine erhebliche Änderung der Krümmung und der Querschnittsform erkennen, was ein Hinweis auf die hohe Walzbelastung der Fertigformstufe ist.

Wenn die Kanten nur auf eine begrenzte Krümmung und in einer begrenzten Breite geformt sind, wird ein Streifen mit großem Dickenmaß einen hohen Abnutzungsgrad im Kantenbereich entwickeln. Die Kanten eines Streifens 4 gemäß Fig. sind unzureichend vorgeformt. In der Anfangsstufe der Fertigformung tritt daher eine Abtragung der Kantenbereiche 4a und 4b auf, die teilweise mit den geneigten Oberflächen 24a und 24b der Fertigformwalze in Eingriff kommen. Fig. 4 zeigt die abgetragenen Eckenbereiche 4a und 4b des Streifens 4. Beide Kanten bilden zusammen keine Rechtkantnut, sondern stattdessen eine Doppel-V-Nut. Der gegenseitige Eingriff der Kantenbereiche 4a und 4 b führt zu einer Beschädigung der geneigten Walzenflächen 24a und der Rippenfläche 24b.

Die Erfindung bringt eine Lösung dieser Schwierigkeiten des herkömmlichen Formverfahrens, indem die Krümmung und die Ausformbreite des Kantenformbereichs vergrößert wird. Die nachstehende Einzelbeschreibung erläutert die Rohrformung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Form-Verfahrens nach der Erfindung.

Nach Fig. 5 wird ein ebener Streifen 1 in Längsrichtung zugeführt und tritt in ein Vorformgerüst 31 ein. Das Vorformgerüst 31 umfaßt nach Fig. 6 einen rahmenförmigen Ständer 51, in dem zwei untere Horizontalwalzen 52 in Lagern

ίο drehbar gelagert sind, die die beiden Kanten des Streifens abstützen. Die Walzenfläche jeder Horzontalwalze 52 ist gebogen, damit der Streifen seine QuerSchnittsform dementsprechend ändert. Der Ständer 51 nimmt in Lagern 55 eine obere Horizontalwalze 54 auf, die den Mittelbereich des Streifens 5 nach unten drückt. Die Horizontalwalzen 52 und 54 verbiegen den Streifen 5 in eine Querschnittsform mit einem stumpfwinkligen V-Querschnitt. Der Spalt zwischen der

909845/0884

oberen und den unteren Horizontalwalzen 54 und 52 wird durch Anheben und Absenken der Lager 55 mit Hilfe einer Stellspindelvorrichtung 57 eingestellt, die durch ein Handrad 56 betätigt wird.

Diese der Kantenformung vorgehende schwache Verformung über die ganze Breite setzt die Längung der Kanten bei dünnen Streifen herab und begünstigt bei dicken Streifen die Einführung in die anschließenden Horizontal-Formwalzen. Durch Kombination dieser Vorformung mit einer fallenden Walzlinie läßt sich die Wellung gelängter Kanten bei einem dünnen Streifen vollständig ausschalten. Eine fallende Walzlinie bedeutet eine fallende Neigung der untersten Randlinie eines. Streifens von einem Zufuhrtisch vor dem Vorformgerüst 31 gegen ein Käfigwalzgerüst 41 gemäß Fig. 5 hin.

Der Betrag der nach unten gerichteten Neigung liegt zwischer etwa der Hälfte und dem vollen Betrag des Außendurchmessers eines herzustellendenRohres.

Der vorgeformte Streifen 5 wird dann in drei Kantenformgerüsten 32,33,34 kantengeformt. Fig. 7 ist eine Stirnansicht des ersten Kantenformgerusts 32. Dasselbe umfaßt einen Ständer 61, in dem eine konvexe, obere Horizontalwalze 62 und eine konkave, untere Horizontalwalze 63 jeweils in Lagern 64 und 65 drehbar gelagert sind. Ein Motor 69 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 68 sowie Gelenkwellen 66 bzw. .67 jeweils die obere bzw. untere Horizontalwalze 62 bzw. 63 an. Das die obere Horizontalwalze 62 aufnehmende Lager 64 kann innerhalb des Ständers 61 nach oben und nach unten verschoben werden. Eine Stellspindelvorrichtung 71, die durch ein Handrad 7o betätigbar ist, ermöglicht ein Anheben und ein Absenken des Lagers 64, damit dadurch der Walzspalt zwischen Ober- und Unterwalze eingestellt werden kann.

Das zweite und dritte Kantenformgerüst 33 und 34 sind ähnlich dem zuvor beschriebenen ersten Kantenwalzgerüst 32 aufgebaut.

Die oberen und unteren Horizontalwalzen 62 und 63 des ersten Kantenformgerusts 32 sind in ihrem Mittelbereich im wesentlichen geradlinig und in den Endbereichen gebogen

809845/0864

ausgebildet. Beide Walzen haben gleiche Krümmung, die zwischen 7o und 1oo % des Krümmungsradius r des Fertigrohres liegt. Dementsprechend sind die beiden Kantenbereiche des Streifens 5, die in einem Walzspalt 72 zwischen 5 oberer und unterer Horizontalwalze 62 und 63 geformt sind, mit einer Krümmung entsprechend 7o bis I00 % des Krümmungs· radius r des Fertigrohres gekrümmt.

Eine obere und untere Horizontalwalze 73 und 74 des zweiten Kantenformgerüsts 33 und eine obere und untere ο Horizontalwalze 75 und 76 des dritten Kantenformgerüsts sind gleichartig wie die Horizontalwalzen des ersten Kantenformgerüsts 32 geformt, jedoch wird die Walzenlänge zunehmend kleiner.

Fig. 8 zeigt die Kantenformung innerhalb der drei Kantenformgerüste. Nach Verlassen der oberen und unteren Horizontalwalzen 62 und 63 des ersten Kantenformgerüsts tritt der kantengeformte Streifen 6a zwischen der Ober- und Unterwalze 73 und 74 des zweiten Kantenformgerüsts hindurch, wobei ein nach innen gelegener Abschnitt im Anschluß an den Kantenbereich mit gleicher Krümmung gebogen wird. Die Ober- und Unterwalzen 73 und 74 des zweiten Kantenformgerüsts 33 sind in axialer Richtung kürzer als die Walzen des ersten Kantenformgerüsts 32, so daß sie mit den gebogenen Kantenbereichen nicht in Eingriff sind. Entsprechend biegen die Ober- und Unterwalzen 75 und 76 des dritten Kantenformgerüsts 34 einen Bereich innerhalb des in dem zweiten Kantenformgerüst 33 gebogenen Abschnitt. Entsprechend liegt die Breite der gebogenen Kantenbereiche zwischen 12,5 und 25 % der Gesamtstreifenbreite. Gemäß der vorstehenden Erläuterung wird die Streifenkante auf eine Krümmung gebogen, die nicht kleiner als 7o % der Krümmung r des Fertigrohres ist. Eine Krümmung unterhalb 7o % würde eine sehr große Fertigformbelastung und eine Schädigung der Kantenbereiche des Streifens sowie der Rippenwalzen bedingen. Eine Krümmung oberhalb I00 % würde es umgekehrt unmöglich machen, einander gegenüberstehende Kantenflächen zu erhalten, die einen Rechtkantspalt begrenzen.

9098A5/086i

-χ-

Die Breite der Kantenformung ist auf einen Bereich zwischen 12,5 und 25 % der Gesamtstreifenbreite begrenzt. Kastenwalzgerüste können kaum einen Kantenbereich biegen, der schmaler als 12,5 % der Gesamtstreifenbreite ist. Sie können jedoch einen Mittelbereich zwischen 25 und 5o % der Gesamtstreifenbreite biegen. Eine Kantenbiegung unterhalb 12,5 % führt zu einer unzureichenden Formung, so daß eine Herabsetzung der Fertigformbelastung unmöglich wird, ebenso wie die Bereitstellung einer gut geformten Nut für die Schweißung. Außerdem bewirken die im Mittelbereich und im Kantenbereich mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufenden Formwalzen Gleitmarken auf der Streifenoberfläche. Deshalb soll der gebogene Kantenbereich zwischer 12,5 und 25 % der Gesamtstreifenbreite liegen, jeweils abhängig von dem Formungsgrad und der Größe des Fertigrohres. Auch wenn die Biegekrümmung groß ist, würde eine Vergrößerung der Biegebreite zu Gleitmarken im Kantenbereich führen. Infolgedessen soll die Biegekrümmung und die Breite des Biegebereichs im Hinblick auf diese Wechselbe-Ziehung ausgewählt sein.

Innerhalb der beschriebenen Vorrichtung wird die Kantenformung fortschreitend durch die drei Kantenformgerüste ausgebildet. Um mit einem einzigen Kantenformgerüst den gleichen Grad der Biegung zu erreichen, müßte ein recht breiter Kantenbereich mit einer größeren Krümmung gebogen werden, wobei Kratzer in solchen Bereichen des Streifens auftreten können, wo die Geschwindigkeiten von Streifen und Formwalzen merklich verschieden voneinander sind. Um diese Gefahr auszuschalten, sieht die Erfindung eine Mehrzahl von Kantenformgerüsten vor, so daß jeweils nacheinander nur ein Bereich geringer Breite schrittweise gebogen wird. Die Anzahl der Kantenformgerüste ist nicht auf drei beschränkt, wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, Man kann auch zwei, vier oder eine andere Anzahl von Kanten·- formgerüsten jeweils in Abhängigkeit von der Größe des herzustellenden Rohres vorsehen. Die Kantenformwalzen können entweder Schleppwalzen oder angetriebene Walzen sein. Die angetriebenen Walzen übertragen eine Vorschubkraft auf den

90SS45/0864

- lötstreifen.

Der kantengeformte Streifen 6c gemäß Fig. 8 erfährt nach Fig. 5 eine Zwischenformung in den Käfigwalzgerüsten 35 ...41.

Fig. 9 ist eine Stirnansicht zur Erläuterung von Einzelheiten des sechsten Käfigwalzgerüsts 4o. Zwei verschiebbare Schlitten 82 sitzen in einem Führungsbett 81 und sind symmetrisch zur Walzlinie angeordnet. Das Führungsbett 81 trägt eine Antriebswelle 84 mit einem Spindelabschnitt 85.

Der Spindelabschhitt 85 greif/t in ein Gewindeloch 83 des Schlittens 82 ein. Bei der Drehung der Antriebswelle 84 durch eine nichtdargestellte Antriebseinheit aus Motor und Untersetzungsgetriebe bewegt sich der Schlitten 82 seitlich über das Führungsbett 81.

Auf dem Schlitten 82 sitzt ein nach oben gerichteter Ständer 86, an dessen der Walzlinie zugewandten Stirnseite ein Gabelstück 87 angeordnet ist. Eine Spindelmutter 89 ist schwenkbar auf einem Zapfen 88 am Oberende des Gabelstücks 87 gelagert. In der Spindelmutter 89 ist ein Spindelabschnitt einer Stellspindel 9o geführt. Ein Walzenlagerhebel 92 ist auf einem Zapfen 91 schwenkbar angeordnet, wobei dieser Zapfen 91 in einem Punkt etwa zwischen dem Oberende und dem Fußende des Gabelstücks 87 vorgesehen ist. An dem Walzenlagerhebel 92 ist auf einem Zapfen 93 schwenkbar ein Koppelstück 94 angeordnet, das an ein Ende der Stellspindel 9o angekoppelt ist.

Der Walzenlagerhebel 92 nimmt drehbar eine leicht konkave obere Käfigwalze 95 auf. Zwei obere Käfigwalzen 95 drücken schräg auf die Nachbarbereiche der Kanten des weit-

3ο gehend gerundeten Streifens 7 und zwar auf beiden Seiten der Walzlinie.

Ein Walzenlagerhebel 96 ist am Unterteil des Gabelstücks 87 vorgesehen. Darin ist eine leicht konkave untere Käfigwalze 97 gelagert. Zwei untere Käfigwalzen 97 drücken geneigt auf den Unterteil des weitgehend gerundeten Streifens 7 auf beiden Seiten der Walzlinie.

Durch Einstellung der Schlitten 82 und der Stellspindel 9o können die Käfigwalzen 95 und 97 in solche Stellunge]

809845/0884

- angebracht werden, wie dies für die Größe des Fertigrohres geeignet ist.

An dem Führungsbett 81 ist ein Tragkörper 98 angeordnet der einen Walzenständer 99 mit einer Stützwalze 1oo zur Unterstützung des Streifens 7 trägt. Der Tragkörper 98 ist mit einer nichtdargestellten Einstellvorrichtung ausgestattet, die ein Anheben und Absenken des Walzenständers 99 ermöglicht.

Die übrigen Käfigwalzgerüste 35,36,38,39,41 sind ähnlieh wie das sechste Käfigwalzgerüst4o aufgebaut. Das dritte Käfigwalzgerüst 37 bildet eine Ausnahme. Nach Fig. 5 umfaßt das dritte Käfigwalzgerüst 37 eine geschleppte Käfigwalze 111 und eine gebogene Horizontalwalze 112, die über eine Welle 113 und ein Untersetzungsgetriebe 114 von einem Motor 115 angetrieben wird. Unterhalb des Streifens 7 befindet sich eine nichtdargestellte, ebenfalls angetriebene Stützwalze. Die gebogene Horizontalwalze 112 und die Stützwalze halten den Streifen 7 zwischen sich, damit derselbe gebogen und in Vorwärtsrichtung angetrieben wird.

Innerhalb der Reihe der so angeordneten Käfigwalzegerüste verengt sich der Walzspalt zunehmend in Förderrichtung. Im einzelnen befinden sich die Walzen jedes Walzgerüsts näher an der Walzlinie. Infolge der zwangsweisen Führung wird der Streifen in eine Rundform geformt, wobei der Mittelbereich zwischen den vorgebogenen Kantenbereichen hauptsächlich kontinuierlich ausgeformt wird.

Die Anzahl der Käfigwalzgerüste ist nicht auf fünf wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. Es können z.B. auch drei oder eine andere Anzahl von WaIzgerüsten sein.

Im Anschluß an die Zwischenformung innerhalb der Käfigwalzgerüste wird der Streifen 8 in drei Fertigformgerüsten 42,43,44 fertig geformt. Jedes Fertigformgerüst nach Fig. 5 umfaßt eine Rippenwalze. Das erste Fertigformgerüst umfaßt eine Rippenwalze 121, die oberhalb einer nichtdargestellten Stützwalze angeordnet ist, sowie zwei symmetrisch dazu angeordnete Vertikalwalzen, vergl. Fig. 11a. Diese vier Walzen bilden ein Rundkaliber. Über eine Welle 126 und ein

909846/086

-νέ-

Untersetzungsgetriebe 128 treibt ein Motor 129 die Rippenwalze 121 an, die die Fertigformung durchführt, indem die Rippe 112 in einen Spalt g zwischen den Kanten des im wesentlichen O-förmigen Streifen 8 hineinragt. Das zweite und dritte Fertigformgerüst 43 und 44 sind ähnlich wie das erste Fertigformgerüst 42 mit der Abwandlung aufgebaut, daß die Rippenbreite jeweils abnimmt und der Walzspalt sich immer mehr der genauen Kreisform annähert.

An das Fertigwalzgerüst 44 schließt sich eine nicht-ο dargestellte Schweißmaschine an.

Fig. 1o zeigt die stufenweise Änderung der Querschnitt form eines Streifens mit Rundprofil bei Anwendung der beschriebenen Vorrichtung. Der Streifen hat gleiche Abmessungen wie der in Fig. 2 dargestellte und eine Streckgrenze von 4oo N/mm . Das hergestellte Rohr hat einen Außendurchmesser von 5o8 mm und eine Wandstärke von 12,7 mm. Auf der x-Achse und der y-Achse sind jeweils die gleichen Größen wie in Fig. 2 aufgetragen. Die Parameter an den einzelnen Kurven entsprechen den jeweiligen Walzgerüsten in Fig. 5.

Wie aus dieser Darstellung deutlich wird, nimmt der Biegebereich von der Streifenkante aus jeweils um etwa 8 % im Mittel über die drei Kantenformgerüste 32,33,34, zu. Im letzten Kantenformgerüst erstreckt sich der gebogene Kantenbereich über etwa 25 % der Streifenbreite und ist mit einer Krümmung von etwa 75 % des Fertigwertes gebogen. Im Unterschied zu Fig. 2 wird hierdurch der Betrag der Fertigformun^ verringert und dadurch die notwendige Walzbelastung herabgesetzt. Die Krümmung des fertig geformten Streifens beträgt etwa 1oo % gleichförmig über die gesamte Breite. Dieses bedeutet, daß der Streifen im wesentlichen einen geschlossenen Kreisbogen bildet.

Fig. 11a zeigt die Formbedingungen im ersten Fertigformgerüst 42 mit der Rippenwalze 1 21. Die jeweilige Kante des Streifens 9 steht in engem Eingriff mit einer Rippenseite 124. Im Gegensatz zu Fig. 3 haben die Kantenbereiche einen vollständigen Kontakt mit der Rippenfläche 124 und der Walzenfläche 123. Fig. 11b zeigt die Formbedingungen im dritten Fertigformgerüst 44 mit einer Rippenwalze 131. Die

909845/08S4

jeweilige Kante des Streifens 1o hat einen genauen Eingriff mit einer entsprechend zugespitzten Rippenseite 133, so daß beide Kantenflächen eine Rechtecknut bilden, die ideal für den Schweißvorgang ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind sieben Käfigwalzgerüste und drei Fertigformgerüste dargestellt. Diese Anzahlen für die verschiedenen Walzgerüste sind nicht einschränkend zu verstehen. Die verschiedenen Walzgerüste können auch in größerer oder in kleinerer Anzahl vorgesehen sein, entsprechend der Größe des herzustellenden Rohres. Die Rippenwalzen können angetrieben oder als Schleppwalzen ausgebildet sein.

9098 4 5/0864

ι ^Γ

Leerseite

Claims

Pafenfanwiife ,... , . , „. „ . _, . _n„_n

Dr. VV. Haßler Ludenscheid, 24. April 1979

Di-l-Cham. F. Schrumpf A 79 7o

Postfach 17 04

5880 Ludenscheid

AnmelderinJ Firma Nippon Steel Corporation

6-3, Otemachi, 2-Chome, Chiyoda-Ku,

Tokio, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren

Patentansprüche

(lötverfahren zur Herstellung von Metallrohren, wonach die Kanten eines Streifens symmetrisch zur Walzlinie geformwerden, wobei der Streifen in Längsrichtung zwischen konvexen und konkaven Horizontalwalzen hindurchgeführt wird, wobei eine Zwischenformung hauptsächlich des ungeformten Streifenabschnitts in eine runde Form symmetrisch zur Walzlinie erfolgt, indem der kantengeformte Streifen durch eine Mehrzahl von Käfigwalzen geführt wird, die symmetrisch läng; der Walzlinie angeordnet sind, und wobei eine Fertigformung ο des nahezu gerundeten Streifens durch Einführen der Rippe einer angetriebenen Rippenwalze in den Spalt zwischen den Streifenkanten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenformung in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird, wobei zunächst der äußerste Kantenbereich und dann ein gegen die Mitte hin unmittelbar an den äußersten Kantenbereich anschließender Bereich geformt und gerundet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dieser Längsseite des Streifens eine Kantenformung innerhalb eines Flächenbereichs einer Breite von 12,5 bis 25 % der Streifenbreite erfolgt und daß die vorgegebene Krümmung zwischen 7o und 1oo % der Endkrümmung liegt.
3. Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren nach dem Verfahren der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale J

303 8Λ5/0 86 4-

ORIGINAL INSPECTED

a) mehrere Kantenformgerüste (32,33,34) mit je einer konvexen Walze (62,73,75) und einer konkaven Walze (63), die zusammen ein gebogenes Kaliber symmetrisch zur Walzlinie bilden, sind längs der Walzlinie hintereinander angeordnet und weisen zunehmend kürzere Walzen auf, dami der Streifen fortschreitend von beiden Kanten aus nach innen gebogen wird;

b) mehrere Käfigwalzgerüste (35, ... 41) sind längs der Walzlinie im Anschluß an die Kantenwalzgerüste mit jeweils paarweise symmetrisch angeordneten Käfigrollen aufgestellt, wobei die Käfigwalzen in Walzrichtung einen fortgesetzt kleiner werdenden Walzspalt bilden, damit der kantengeformte Streifen symmetrisch zur Walzlinie in eine Rundform gebracht wird;

c) mehrere Fertigformgerüste (42,43,44) sind im Anschluß an die Käfigwalzgerüste längs der Walzlinie angeordnet und umfassen jeweils mehrere konkave Walzen einschließlich einer Rippenwalze (121), wobei die Walzen einen runden Walzspalt zur Fertigformung des Streifens mit der Rippe (124) in einem Spalt zwischen den beiden Kanten de nahezu vollständig gerundeten Streifens bilden.