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Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen einer
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Stahlblech-Manschette an ein Stahlrohr Die Erfindung betrifft einerseits
ein Verfahren zum Anlegen einer kreisringförmigen Stahlblech-Manschette an den Außenumfang
eines Stahlrohrs, insbesondere eines längsgeschweißten konischen Stahlmastes.
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Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
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Es ist bekannte bestimmte Längenabschnitte von Stahl rohren aus unterschiedlichen
Gründen mit Manschetten zu versehen. Insbesondere werden jedoch im Bereich der Erdaustritte
von frei stehenden Stahlmasten Manschetten angeordnet, weil gerade diese Bereiche
stark korrosionsgefährdet sind und es zur Verlängerung der Lebensdauer daher zweckmäßig
ist, sie hier zu verstärken.
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Unabhängig von der Herstellung und Beschaffenheit solcher Stahlmaste
ist es bislang üblich, die Stahlblech-Manschetten in eigens dafür eingerichteten
Werkstattbereichen in Anpassung an die jeweiligen Stahlmaste zu rollen und sie dann
anschließend in wiederum anderen Werkstattbereichen auf die Stahlmaste bis zum vorgesehenen
Anlegeabschnitt zu schieben und dann mit den Stahlmasten zu verschweißen.
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Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist die Diskontinuität bei der
Herstellung von mit Manschetten versehenen Stahlmasten. Es müssen nämlich sowohl
die zum Teil recht langen Stahlmaste, als auch die in der Regel aus Platinen gerollten
Manschetten zunächst einzeln gesondert bearbeitet, gehandhabt und transportiert
werden, ehe sie zu einem einheitlichen Ganzen zusammengefügt werden. Dadurch erhöht
sich der Bedarf an Werkstattfläche, Bearbeitungsmaschinen sowie Lager- und Transportraum
und nicht zuletzt auch der Personalbedarf.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren
als auch eine Vorrichtung zum Anlegen einer kreisringförmigen Stahlblech-Manschette
an den Außenumfang eines Stahlrohr zu schaffen, die im Vergleich zum geschilderten
Stand der Technik erheblich geringere Anforderungen an den l'latz- beziehungsweise
Raumbedarf, sowie an die Anzahl der Bearbeitungsvorrichtungen beziehungsweise Arbeitskräfte
stellen.
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Was den verfahrensmäßigen feil dieser Aufgabe anlangt, so verkörpert
sich dessen Lösung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das Wesentliche an dem erfindungsgemänen Verfahren besteht mithin
darin, daß die Herstellung einer Manschette und ihre Befestigung am Stahlrohr in
einen einzigen Arbeitsgang integriert worden sind.
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Hierdurch ist es insbesondere bei einem längsgeschweißten, konischen
Stahlmast möglich, das Anlegen und Verschweißen der Manschette am Außenumfang des
Stahlmastes und das anschließende Anschweißen der Querkanten der bereits anliegenden
Manschette in Längsrichtung an den Stahlmast lediglich in zwei Bearbeitungsbereichen
durchzuführen, die außerdem einander unmittelbar benachbart sind. Zunächst wird
die ebene Ausgangsplatine in etwa horizontaler Ebene mit einer ihrer Querkanten
an den Außenumfang eines u seine Längsachse drehbar gelagerten, jedoch endseitig
drehfest eingespannten Stahlrohrs tangential angesetzt. Die Querkante verläuft dabei
in Längsrichtung des Stahlrohrs. Der Berührungsbereich der Platine mit dem Stahlrohr
wird dann punktuell angeheftet. Nach dem Verfestigen der Schweißung werden das Stahlrohr
anschließend um seine Längsachse verdreht und gleichzeitig die Platine an den Außenumfang
des Stahlrohrs fortlaufend angedrückt, so daß sich diese der Oberflächenkrümmung
des Stahlrohrs anpaßt. Parallel zu diesem Andrücken werden die Längskanten der Platine
mit dem Stahlrohr verschweißt.
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Auf diese Weise ist nach einer Umdrehung des Stahlrohrs um seine Längsachse
die Platine vollständig an das Stahlrohr angeformt und mit diesem fest verschweißt.
Die Manschette ist angelegt.
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Das mit der Manschette versehene Stahlrohr braucht danach lediglich
seitlich in eine Längsschweißstation verlagert zu werden, bei der die bereits anliegenden
Querkarite der Manschette in Längsrichtung mit dem Stahlrohr verschweißt werden.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren entfällt mithin eine Vielzahl von
bislang nacheinander ablaufenden Bearbeitungs-, Verlagerungs- und Transportvorgängen,
um die Manschetten zu rollen, zu lagern, ZU transportieren und mit den Stahl rohren
zum Zwecke der Schweißung zusammenzufügen. Alle diese Vorgänge laufen nunmehr zeitlich
parallel nebeneinander in einer einzigen Einspannstellung des Stahlrohrs ab. Dies
bedeutet folglich eine erhebliche Einsparung an Werkstattraum, an Trdnsportwegen
und an Personal zum Handhaben der Maschinen, sowie zum Transportieren und Lagern
von vorgerollten Manschetten.
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Die Lötung des gegenständlichen Teils der erfindungsgem;hßen Aufgabe
besteht in den Merkmalen des Anspruchs 2.
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Hierbei sind die Einspanrz- und Verdreheinrichtung einerseits und
die Umform- und Schweißstation andererseits in Längsrichtung des auf einem Rollgang
drehbar abgestützten Stahlrohrs vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet.
Folglich kann ein mit einer Manschette zu versehendes Stahlrohr auf dem Rollgang
liegend durch die Umform-und Schweißstation hindurch bis zur Einspann-und Verdreheinrichtung
bewegt und mit dem Stirnende in der Einspann- und Verdreheinrichtung drehfest verspannt
werden. Die in Längsrichtung des Stahlrohrs vorgesehene Verlagerbarkeit der Einspann-und
Verdreheinrichtung erlaubt es dabei ohne zusätzlichen Aufwand, stets den Bereich
des Stahlrohrs in der Umform- und Schweißstation zu positionieren, welcher mit einer
Manschette versehen werden soll.
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Auf diese Weise kann insbesondere den je nach Masttyp unterschiedlichen
Abstdnden der Mastenden zu den Manschetten stufenlos und daher feinfühlig Rechnung
getragen werden.
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Die Umform- und cwei0station ist entsprechend mit geeigneten Mitteln
zum Abstützen des Stahlrohrs, zum Heranführen der Platine an das Stahlrohr, zum
formschlüssigen Anpressen der Platine an das Stahlrohr und zum Verschweißen der
Platine mit dem Strahlrohr versehen.
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Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Einspann- und Verdreheinrichtung
ein verstellbares Spannfutter mit sternförmig angeordneten
pannzylindern
aufweist. Das mit einer Manschette zu versehende Stahlrohr braucht folglich auf
dem Rollang liegend lediglich durch die Umform-und Schweißstation hindurch in die
Einspann-und Verdreheinrichtung, das heißt in das Spannficttr eingeschoben zu werden.
Vorab ist das Spannfutter auf die Abmaße des Mastendes einget(I @ ] t worden. Durch
anschließende Beaufschlagung der Spannzylinder kann dann die Wandung des Mastendes
einwandfrei ergriffen werden, ohne daß dort eine Verformung stattfindet.
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Erfindungsgemäß ist das Stahlrohr auf zwei Tragrollen der Umform-
und Schweißstation abgestützt und die Platine ist durch eine oberseitig d<s Stahlrohr
gelagert Druckrolle an das Stahlrohr anpreßbar. Mit hilfe der Druckrolle wird die
zunächst nur endseitig am Stahlrohr befestigte platine beim Drehen des Stahlrohrs
um seine Längsachse an den Außenumfang fortlaufend formschlüssig fest angelegt und
dabei gleichzeitig hinsichtlich der Längskanten mit der Oberfläche des Stahlrohrs
verschweißt.
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In diesem Zusammenhang ist es dann vorteilhaft, daß die Druckrolle
vertikal geführt und mittels eines Schubkolbenaggregats an die Platine anpreßbar
ist.
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Die Beaufschlagung des Schubkolbenaggregate erfolgt gemäß der Erfindung
durch ein hydraulisches Fluid. Es ist jedoch möglich, die Druckrolle auch durch
andere Mittel vertikal zu verlagern und an die Platine anzupressen.
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Damit die Platine einwandfrei in die Roll-und Schweißlaqe eingeführt
und in diesccr Position gehalten wird, sieht die Erfindung ferner vor, daß einlaufseitig
der Druckrolle eine Stützrolle vorgesehen ist. Die Stützrolle liegt oberhalb der
Platine und hält folglich als Gegenlager dif:' Platine in der horizontalen Einlauflage.
Das korrekte Einführen wird darüber hinaus noch dadurch unterstützt, daß die Platine
seitlich geführt ist.
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Die Festlegung der Platine am Stahlrohr wahrend des Rollvorgangs
kann mit Hilfe verschiedener Schweißverfahren durchgeführt werden. Welche Schweißverfahren
Anwendung findet, ist unter anderem von der Aufgabe der jeweiligen Manschette, dem
Einsatzort des Stahlrohrs und den Materialien von Stahl rohr und Manschette abhängig.
Auf jeden Fall ist gemäß der Erfindung sichergestellt, dan die Schweißköpfe zum
Befestigen der Platine stirnseitig der Druckrolle vorgesehen sind.
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Schließlich besteht eine Weiterbildung dc erfindungsgemäßen Grundgedankens
noch darin, daß parallel zum Rollgang eine Rollenbahn mit integrierter
Längsschweißstation
vorgesehen ist, wobei zwischen den Rollgang und die Rollenbahn eine Rohrübergabeeinrichtung
eingegliedert ist.
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Flithin ist zu erkennen, daß die Vorrichtung zum Einspannen und Verdrehen
des Stahlrohrs, zum Rollen und Verschweißen der Manschette und zum Längsnaht schweißen
der Manschette auf engstem Betriebsraum zusammengefaßt sind. Hierdurch werden Betriebsraum
eingespart und unnötige Transportwege, verbunden mit Zeitverlust und zusätzlichen
Personal, vermieden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 im Schema eine Anlage zum Anlegen von Manschetten
an Stahlrohre sowie zum Anschweißen von Manschettenkanten in Längsrichtung an Stahlrohre
in Draufsicht, Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Anlage der Fig. 1 gemäß
der Linie II - II, Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen vertikalen Querschnitt
durch eine Bestandteil der Anlage bildende Umform- und Schweißstation gemäß der
Linie III - III der Fig. 1 und Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch die Umform-
und Schweißstation gemäß der Linie IV - IV der Fig. 3.
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In der Fig. 1 ist mit 1 ein längsgeschweinter, konischer Stahlmast
bezeichnet, der -was seine spdtere Aufstellposition anlangt- im Bereich des Erdaustritts
aufgrund der dortigen starken Korrosionsanfalligkeit mit einer umfangsseitigen Manschette
2 aus Stahlblech versehen werden soll.
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Zu diesem Zweck wird der Stahlmast 1 auf einen Rollgang 3 gelegt
und mit Hilfe dieses Rollgang 3 durch eine Umform- und Schweißstation 4 hindurch
in das Spannfutter 5 einer Einspann- und Verdreheinrichtunj G geschoben. Das Spannfutter
5 ist vorab auf die Abmaße des Mastendes 7 eingestellt worden. Mit Hilfe von sternförmig
angeordnetrn Spannzylindern 3 wiri dann das Mastende 7 drehfest verspannt, ohne
jedoch die Wandungen des Stahlmastes 1 zu verformen.
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Das Spannfutter 5 ist ausgangsseitig eines Getriebes 9 angeordnet,
welches eingangsseitig durch einen Elektromotor lo beaufschlagt wird.
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Die das Spannfutter 5, das Getriebe 9 und den Elektromotor 10 umfassende
Einspann- und Verdreheinrichtung 6 ist mittels Laufrcider 11 auf Schienen 12 zwangsgeführt,
so daß der Bereich des Stahlmastes 1, der mit einer Manschette 2 versehen werden
soll, einwandfrei in der Urnform- uncl Schweißstation 4 positioniert werden kann.
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Die aus den Fig. 3 und z niher erkennbare Unform- und Schweißstation
4 weist zwei im Maschinengestell 13 drehfähig gelagerte Tragrollen 14 für den Stahlmast
1 auf. Die in horizontaler Ebene seitlich der vertikalen Längsmittelebene des Stahimastes
1 angeordneten rraqrollen 14 sind in Abhängigkeit von der Konizität des jeweils
zu bearbeitenden Stahlmastes 1 im Maschinengestell 13 einstellbar gelagert, Oberhalb
des Stahimastes 1 ist eine Druckrolle 15 vorgesehen, die zum Andrücken einer rechteckigen
ebenen, die spätere Manschette 2 bildenden Platine 16 an die Oberfläche 17 des Stahlmastes
1 dient (siehe auch Fig. 1). Die Druckrolle 15 ist in einer vom Maschinengestell
13 frei vorkragenden Konsole 18 gelagert, die an einer Vertikalführung 19 des Maschinengestells
13 zwangsgeführt ist. Die Vertikalverlagerung wird durch ein hydraulisch beaufschlagbares
Schubkolbenaggregat 20 bewirkt, welches oberhalb der Konsole 18 zwischen dieser
und einer Kopfplatte@ des Maschinengestells 13 vorgesehen ist.
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Einlaufseitig der Druckrolle 1@ ist eine im Durchmesser kleinere
Stützrolle 22 parallel zur Druckrolle 15 an der Konsole 18 gelagert. Die Stützrolle
22 dient als Gegenhalterung beim Andrücken der Druckrolle 15 an die Platine 16.
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Einlaufseitig der Stützrolle 22 besitzt die Konsole 18 seitliche Führungen
23 zum @eradlinien Einschub der Platine 16 in die Umform und Schweißstation 4.
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Wie insbesondere aus Fig. 4 erkennbar wird, ist die Konsole 18 mit
seitlichen Halterungen 24 versehen, in die schräg angeordnete Schweißköpfe 25 eingespannt
sind.
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Zum Anlegen einer Manschette 2 an einen Stahlmast 1 wird zunächst
eine Platine 16 in die Umform- und Schweißstation 4 soweit eingeführt, daß sie mit
ihrer vorderen Querkante 26 etwa in der durch die Längsachse des Stahlmastes 1 verlaufenden
vertikalen Mittellängsebene liegt (Fig. 1 und 3). Anschließend werden mit Hilfe
des Schubkolbenaggregats 20 die Druckrolle 15 an die Platine 16 herangefahren und
damit die Platin 16 an die Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 angedrückt.
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Nunmehr wird über die Schweißköpfe 25 die Platine 16 zunächst an die
Oberfläche 17 angebeitet. Ist die Heftung 27 (Fig. 1) fest genug, wird der Stahlmast
1 in Rotation versetzt, wobei mittels der Druckrolle 15 die Platine 16 fortlaufend
an die Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 formschlüssig angenreßt und gleichzeitig
die Längskanten 28 der Platine 16 mit der Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 verschweißt
werden (siehe auch Fig. 4).
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Ist das Anlegen der Nianschette 2 beendet, wird die Druckrolle 1,
mittels des Schubkolbenaggregats 20 hochgefahren und der Stahlmast 1 au: der Einspann-
und Verdreheinrichtung G gel;5st.
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Der Stahlmast 1 wird alif dem Rollgang 3 zurückbewegt
und
danach auf eine Rollenbahn 29 mit integriert Längsschweißstation 30 überführt.
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Zu diese Zweck (siehe auch Fig. 1 und 2) sind an der Rollenbahn 29
durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbenaggregate 31 bewegbare Übergabearme
32 vorgesehen, die den auf dem Rollgang 3 liegenden Stahlmast 1 anheben und ihn
auf die Rollenbahn 9 überführen. Liegt der Stahlmast 1 auf der Rol lenbahn 29, wird
er durch einen Bestandteil der Längsschweißstation 30 bildenden Andrückarm 33 mit
Hilfe eines hydraulisch beaufschlagbaren Schubkolbenaggregats 34 eingespannt, um
eventuelle Unregelmäßigerkeiten auszugleichen.
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Anschließend werden die Querkanten 26 und 26' der Platine 165 in Längsrichtung
mit dem Stahlmast 1 verschweißt, wozu im Andrückarm 33 eine Öffnung 35 vorgesehen
ist.