DE2950299A1

DE2950299A1 - Vorrichtung zum regulieren der hoehenausdehnung der schweissnaht von laengsgeschweissten rohren

Info

Publication number: DE2950299A1
Application number: DE19792950299
Authority: DE
Inventors: Bernard Begue
Original assignee: Vallourec SA; Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec SA; Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2444516B1; IT1127709B; IT7928043A0; JPS5584290A; NL7909086A; US4326398A; FR2444516A1

Description

Vallourec_t 71 Place du Chancelier Adenauer, 75116 Paris (Frankreich)

Vorrichtung zum Regulieren der Höhenausdehnung der Schweißnaht von längsgeschweiBten Rohren.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um die Schweißnaht von längsgeschweißten Bohren in ihrer Höhenaus— dehnung durch Hämmern zu regulieren.

Es ist bereits seitlangem bekannt, metallische Rohre, insbesondere Stahlrohre, durch Verschweißen längs einer longitudinalen Naht herzustellen.

Zur Einstellung der Schweißnahthöhe bzw. zur Glättung der Schweißnaht sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, die während des Schweißvorganges ausgeführt werden« Es ist z.B. für Rohre von gros— sem Durchmesser bekannt, die vorstehenden Teile der Schweißnaht durch Abhobeln oder Abkratzen zu entfernen.

Für Rohre kleineren Durchmessers verwendet man eine Technik, die am besten als Hämmern bezeichnet wird. Es wird zu diesem Zwecke im Innern des Rohres ein amboßartiges Teil vorgesehen, welches am Ende einer Stange befestigt ist, welche durch das Rohr hindurchgeht und in seiner Stellung längs des Rohres verschoben werden kann» Dabei steht die äußere Fläche des Ambosses in Eontakt mit der Innenwan— dung des Rohres, während das als Hammer wirkende Werkzeug eine Masse bildet, außerhalb des Rohres angeordnet ist und unter dem Einfluß mechanischer, pneumatischer oder elektropneumatischer Vorrichtungen eine auf- und abgerichtete Bewegung durchführte Auf der der Hammer— masse gegenüberliegenden Seite wird das Rohr durch ein Stützelement getragen, z.B. durch Leerlaufrollen.

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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Hämmern von Schweißnähten nach dem französischen Patent 746 189 bekanntgeworden, bei dem als Harn— mermasse eine Scheibe dient, die in Rotation versetzt wird und aus einer Vielzahl getrennter Hammermassen besteht, die von exzentri— ι sehen Platten gebildet werden, die am Umfang einer Scheibe ange— * ..;

ordnet sind. *■■

Es ist auch nach der US-PS 3 494 165 bekannt, eine Vorrichtung zum '■ Hämmern auszubilden, daß eine um einen Exzenter befestigte Scheibe in Rotation versetzt wird, wobei die Rotationsbewegung bei Jeder Drehung der Scheibe ein Aufschlagen der Scheibe auf das Rohr bewirkt und der im Innern des Rohres verschiebbar gelagerte Amboß in entsprechender Form wie die Scheibe relativ zum Rohr in axialer Richtung mitgeführt wird.

Die Rotationsgeschwindigkeiten der Hammerscheibe bei solchen Vorrichtungen liegt in der Größenordnung von 200 bis 1000 Umdrehungen pro Minute (upm). Der Kontakt des Ambosses mit der Schweißnaht im Innern des Rohres dauert pro Schlag so lange, daß ein nicht ver— nachlässigbares Mitführen des Ankers durch das Rohr stattfindet,, Es ist daher notwendig, wie dies auch in der US-PS 3 494 165 beschrieben ist und ein wesentliches Kennzeichen der technischen Lehre dieser Patentschrift bildet, elastische Organe in Form einer Feder vorzusehen, um den Amboß nach Jedem der stattfindenden longitudinalen Verschiebungen, welche durch die Rotation der Hammerscheibe hervorgerufen wird, wieder zurückzuführen·

Diese Erscheinung der Mitführung des Ambosses trotz einer auf der Innenseite des Rohres vorgenommenen Schmierung ermüdet das Material und erzeugt insbesondere Vibrationen, welche sieh bis an den Schweißkopf fortsetzen können und Schlagmarken hervorrufen, welche für die Qualität des Rohres schädlich sind und oft zu einer Abwertung des Fertigproduktes führen·

Es hat sich bei den bekannten Anordnungen als unmöglich herausge—

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ORIGINAL INSPECTED

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stellt, die Zahl der Aufschläge pro Zeiteinheit durch Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Haminersciieibe zu erhöhen, und zwar infolge der bei Anwachsen der Rotationsgeschwindigkeit sich steigernden Vibrationserscheinungen und insbesondere auch im Hinblick auf die Geräuschentstehung.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung, insbesondere eine Hammerscheibe zu schaffen, die mit erhöhter Schlagfolge arbeitet, um einerseits die Nachteile zu vermeiden, die sich bei relativ geringen Schlagsequenzen ergeben und welche dennoch die schädlichen Vibrationen und Geräusche weitgehend zu vermeiden gestattet·

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einer Schlagfolge von mehr als 2500 Schlägen upm arbeitendes Harn— merwerkzeug vorgesehen ist, und daß der Amboß an beiden axialen Enden einen Ansatz aus einem Elastomer trägt.

Das verwendete Elastomer weist vorzugsweise eine Shore-Härte A auf, die zwischen 91 und 98 liegt. Man kann insbesondere als Elastomere solche Materialien verwenden, die im Handel unter der Bezeichnung "Eladip" bekanntgeworden sind. Als Hammerwerkfceug kann vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine drehbare Scheibe verwendet werden, welche eine auf- und abgehende Hammerbewegung ausführt, was durch einen Exzenter bewirkt wird, der sich rotiert und um den herum die Scheibe frei dretibar montiert ist.

Der Amboß gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorteilhafterweise einen zentralen zylindrischen Bereich auf, der auf beiden Seiten in axialer Sichtung in zwei sich stumpfkegelförmig zu den Enden hin verjüngende Ansätze ausläuft, wobei die stumpfkegelförmigen Ansätze ihrerseits wieder in elastomere Ansätze enden, die vorteilhafterweise eine zylindrische Gestalt haben und deren Durchmesser im wesentlichen mit dem kleineren Enddurchmeseer der konischen Ansätze dee Ambosses übereinstimmen. Die Gesamtheit der Teile, welche aus

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dem Amboß und den elastomeren Ansätzen gebildet wird, wird so zusammengesetzt, daß sie sich gegen eine Metallscheibe anlegt, die ihrerseits an ein Haltegestänge für den Amboß angeschweißt ist, das durch den Amboß und die Ansätze hindurchgeht und die Gesamtheit der Teile in axialer Eichtung auf der Stange mittels eines Organs festgespannt wird, als welches z.B. eine Schraube dienen kann, die sich am Ende der Stange befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Reihe mit der Schweißmaschine in die Schweißlinie eingesetzt werden oder auch außerhalb der eigentlichen Schweißlinie eingesetzt werden_o Die erfindungsge— mäße Vorrichtung kann insbesondere für die Herstellung von Rohren aus rostfreiem Stahl verwendet werden, welche nach den TIG-Verfahren verschweißt werden. Eine Schweißlinie für die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Rollen, mit denen die Formung des Rohres ausgehend von einem Metallband erfolgt, einer Schweißvorrichtung, die insbesondere aus einem Schweißkopf, z.Bo einem TIG-Schweißkopf und nachgeordneten Schweißrollen besteht«, Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung erwähnt werden, die in den nachstehenden Figuren veranschaulicht ist.

Fig. 1 stellt schematisch eine Schweißlinie dar, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt,

Fig. 2 veranschaulicht die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung im Detail,

Fig. 3 ist ein schematischer Schnitt durch eine andere Ausführungsvariante für die Befestigung der elastomeren Ansätze, zwischen denen der Amboß eingespannt ist·

In der Fig. 1 ist eine konventionelle Schweißlinie veranschaulicht, die eine Mehrzahl von Rollenpaaren zeigt, die mit den Bezugsziffern 1 und 2 global bezeichnet sind. Diese formen aus dem Metallband das

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Rohr Τ» z.B. ein Rohr aus rostfreiem Stahl. Nach der Formung läuft das Rohr durch eine Schweißvorrichtung, die einen Schweißkopf 3 aufweist, der insbesondere als TIG-Schweißkopf ausgebildet sein kann. Hinter dem Schweißkopf folgen die durch die Bezugsziffer 4 bezeichneten, schematisch angedeuteten Schweißrollen·

Das auf diese Weise hergestellte Rohr weist eine innere Längs— schweißnaht auf, die bezüglich ihrer Höhe einer Vergleichsnäßi— gung bedarfο

Zu diesem Zweck e#dnet man am Ausgang der Schweißlinie nach der Erfindung eine Hammermasse 5 an_t welche im Zuge einer auf— und abgerichteten Bewegungsfolge Schläge gegen die Außenwand des Rohres ausführt, wie dies schematisch mittels der Pfeile A in den Figuren und 2 veranschaulicht ist.

Diese Hammermasse kann beispielsweise so ausgebildet werden, wie dies in der US-PS 3 4-94- 165 beschrieben ist und besteht aus einer Scheibe 6, welche frei drehbar um ein zylindrisches Element 7 gelagert ist, welches exzentrisch durch die rotierende Welle β mit— gedreht wird· Erfindungsgemäß wird die Hammermasse mit einer Schlagzahl von mehr als 2500 upm betätigt, wobei vorzugsweise die Schlagzahl in der Praxis mehr als 3000 upm beträgt·

Auf der der Hammermasse 5 gegenüberliegenden Seite weist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Abstützung eine Leerlaufrolle 9 auf·

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist im Innern des Rohres einen Amboß auf, der mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Dieser ist am Ende einer Haltestange 11 montiert, die mit ihrem anderen Ende an einen Mechanismus befestigt ist, der mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet und nur schematisoh dargestellt ist und der es ermöglicht, die axiale Position des Ambosses 10 im Rohr einzustellen· Die unter der Wirkung des Hechanismus 12 durchführbaren axialen Verstellungen sind mittels der Pfeile B schematisch angedeutet·

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Wie man deutlicher aus der Fig. 2 erkennt, weist der erfindungsge— mäße Amboß einen zentralen zylindrischen Bereich 10a auf, der sich beidseitig in zu den Enden hin verjüngende kegelstumpfformxge Bereiche 10b fortsetzt·

Die kegelstumpfförmigen Bereiche 10b werden wieder in zwei zylindrische Bereiche fortgesetzt, die aus einem elastomeren Material bestehen, als welches z.Bo das unter dem Handelsnamen bekannte Material "Eladip" genannt werden kann.

Die Halterung des Ambosses und der elastomeren Ansätze 13 und 14 an der Stange 11 wird einerseits mittels einer Metallscheibe 15 bewirkt, die an der Stelle 16 auf die Stange 11 aufgeschweißt ist und andererseits mittels einer Scheibe 17» die in der Nachbarschaft des Endes der Stange aufgeschraubt wird, die zu diesem Zwecke mit einem Außengewinde versehen ist. Die Scheibe kommt dabei unter Zwischenschaltung einer Metallscheibe 18 gegen den Ansatz 14 zur Anlage. Eine Metallscheibe 19 kann ebenfalls zwischen dem Amboß 10 und jedem der Ansätze 13 bzw. 14 aus elastomeren Material eingeschaltet werden» Bei einer Ausführungsvariante kann der Bereich 10a des Ambosses eine axiale Erstreckung von 10 mm, die kegelstumpffor— migen Ansätze 10b eine Länge von 6 mm und die A_nsätze 12 und 14 eine axiale Länge von 15 mm aufweisen.

In der Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ambosses beschrieben. Dabei ist der Ansatz 14 im Innern einer Hülse 20 montiert und wird mittels eines Spann- oder Keilstückes 21 in derselben festgehalten. Dieselbe Montage wird dann natürlich auch für den zugeordneten Ansatz 13 verwendet. Auf diese Weise verhindert man ein Ausbauchen der elastomeren Ansätze und vermeidet dadurch die Gefahr einer Verkeilung der Ansätze innerhalb des Bohre8.

Unter der Wirkung der wiederholten Schläge durch die hin- und hergehenden vertikalen Bewegungen der Hammermasse 5 wird die Schweißnaht des Rohres T zwischen dem Umfang der Hammerscheibe 6 und dem

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Amboß 10 gleichmäßi zurechtgehämmert, wobei die Abstützung auf der Rolle 9 erfolgt. Wegen der hohen erfindungsgemaßen Schlagfolge ist die Kontaktzeit des Ambosses mit der Schweißnaht sehr gering und reicht nicht mehr aus, um eine Mitführung des Ambosses durch das Bohr zu bewirken, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall war, die insbesondere in der US-Pß 3 4-94- 165 beschrieben sind_e

Die Erfindung ermöglicht es, Rohre von ausgezeichneter Qualität herzustellen und dabei eine relativ geräuschfreie Arbeitsweise der Hammervorrichtung sicherzustellen.

Obwohl dies nicht in den Zeichnungen veranschaulicht ist, können Mittel vorgesehen sein, um einen Abstand zwischen der Hammermasse und der Stützrolle 9 vorzusehen, um dadurch die endgültige Höhenausdehnung einzustellen, die man der Schweißnaht erteilen will»

Es ist klar, daß die besondere Anordnung der Hammermasse, wie sie in dm Fig. 1 und 2 beschrieben ist, nur ein Beispiel der verschiedensten Möglichkeiten zeigt, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden können, wenn nur die Bedingung erfüllt wird, daß die außerordentlich hohen Schlagfolgen eingehalten werden, deren Minimalwerte in der vorliegenden Anmeldung angegeben sind. Es versteht sich von selber, daß die verschiedenartigsten Änderungen an der Vorricntung vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich oder dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Ansprüche

ι 1.1 Vorrichtung zur Einstellung der Dicke der Schweißnaht längsgeschweißter Rohre durch Hämmern, wobei im Innern des Rohres ein Amboß vorgesehen ist, der am Ende einer sich im Rohr erstreckenden Stange vorgesehen ist und dessen P_osition in Längsrichtung einstellbar ist, wobei der Amboß mit seiner Außenfläche gegen die Innenwand des Rohres anliegt, wobei eine außerhalb des Rohres befindliche Hammermasse vorgesehen ist, die eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, und wobei ein Stützorgan vorgesehen ist, welches auf der der Hammermasse abgewandten Seite des Rohres angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Schlagfolge von mehr als 2500 Umdrehungen arbeitende Hammermasse vorgesehen ist und daß der Amboß (10a, 10b) an beiden axialen Enden einen Ansatz (131 14·) aus einem elastomeren Material trägt_o
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (13» 14·) aus einem elastomeren Material bestehen, welches eine Shore-Härte A zwischen 91 und 98 aufweist»
3· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (10a, 10b) einen zentralen zylindrischen Bereich (10a) aufweist, an welchen sich zu den Enden hin axial verjüngende Bereiche (10b) anschließen
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (13t 14·) aus elastomerem Material eine zylindrische Form aufweisen, wobei der Durchmesser der zylindrischen Ansätze im wesentlichen dem Durchmesser entspricht, der sich am Ende der kegel— stumpfförmigen Ansätze (10b) des Ambosses ergibt.

5e Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Amboß (10a, 10b) und elastomeren Ansätzen (13« 14-) bestehende Einheit so auf eine Stange (11) montiert sind, daß die Einheit mit ihrem einen Ende gegen eine Metall-

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scheibe (15) anliegt, die an der Stange angeschweißt ist, während das andere Ende in axialer Richtung auf der Stange durch ein Verspanriungsorgan, z„Bo eine Schraube (17) fixiert ist, die am Ende der Stange (11) aufgeschraubt ist·

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