DE3032222A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung stumpfnahtgeschweisster rohre - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schonwald, Köln

Dr.-Ing. K.W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

19. August 1980 Sg/vR/ak

Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Gaisha (Sumitomo Metal Industries, LTD.)

15, Kitahama 5-Chome, Higashi-Ku, Osaka, Japan

Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpfnahtgeschweißter Rohre

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpfnahtgeschweißter Rohre, beispielsweise stumpfnahtgeschweißter Stahlrohre, mit einem Heizofen zum Aufheizen eines kontinuierlich durchlaufenden Material-Streifens aus Bandstahl oder einem anderen geeigneten Material auf eine vorgegebene Temperatur, einer dem Heizofen in Durchlaufrichtung des Materialstreifens nachgeordneten induktiven Zusatzheizung zum weiteren selektiven Aufheizen des durchlaufenden Materialstreifens im Bereich seiner Kanten auf eine zum Stumpfnahtschweißen ausreichende Temperatur, einer der Zusatzheizung nachgeordneten Formvorrichtung

Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8887307 dopa d -Telegramm: Dompatent Köln

S/Q754.

lopa d ■ Telegramm: I

zum Bringen des Materialstreifens in einen im wesentlichen rohrförmigen Zustand und einer der Formvorrichtung nachgeordneten Schweißdruckvorrichtung zum Aufbringen eines : zur Stumpfnahtverschweißung der Kanten des Material-Streifens ausreichenden, vorgegebenen Seitöndruckes auf : den rohrförmig gebogenen Materialstreifen, !

Im allgemeinen werden stumpfnahtgeschweißte Rohre wie | folgt hergestellt: '

Die Kanten eines Materialstreifens aus Bandstahl oder einem anderen geeigneten Material werden dadurch erhitzt,; daß der Bandstreifen durch einen Heizofen geführt wird_r j in dem eine Temperatur von 1300 C herrscht, die zur j Stumpfnahtverschweißung ausreicht (im folgenden als Schweißtemperatur bezeichnet). Im Anschluß daran wird der Materialstreifen auf Formwalzen in einen im wesentlichen rohrförmigen Zustand gebracht, die einander gegenüberstehenden Kanten des Materialstreifens werden mit- ■■· Hilfe von. Treibrollen miteinander stumpf verschweißt und schließlich wird das Rohr über einen Maß- und SchwindungswalζVorgang und andere Nachbearbeitungsvor- ι gänge nachbearbeitet. Ein solches Verfahren hat allerdings gewisse Nachteile. Obwohl eine Aufheizung des ' mittleren Bereiches des Materialstreifens unnötig und damit verschwenderisch ist, wird hier der mittlere Bereich des Materialstreifens beim Durchlaufen durch den Heizofen ebenso aufgeheizt wie die beiden Kanten. Beide Kanten des Materialstreifens, die häufig aufgrund! . der Konstruktion des Heizofens oder aufgrund von Unter- ^! schieden in der Dicke des Materialstreifens selbst geringfügig unterschiedliche Temperaturen aufweisen, werden so stumpfnahtverschweißt, wie sie aus dem Heizofen kommen. Die vorhandene Temperaturdifferenz hat eine " Differenz in den Formänderungswiderständen zur Folge, die ihrerseits die auftretende Stauchspannung uneinheitlieh werden läßt. Schließlich führt die verbleibende Temperaturdifferenz zwischen dem Schweißnahtbereich und

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dem übrigen Teil des stumpfnahtgeschweißten Rohres während der Schwindung zu einer Abweichung in der Dicke in der Nähe des Schweißnahtbereiches.

Bis jetzt sind verschiedene Hilfsmittel entwickelt worden, um die zuvor aufgezeigten Probleme zu überwinden, aber die Ergebnisse waren bislang nicht vollständig wirkungsvoll. Eine dieser Methoden ist in der JA-PS 14092/1968 und der FR-Patentanmeldung 936 135 offenbart. Diese Methode ist vorgeschlagen worden, um Energieeinsparung zu ermöglichen. Bei ihr wird der gesamte Materialstreifen zunächst dadurch erhitzt, daß er'durch einen Heizofen einer Temperatur von etwa 1000 C geführt wird, die niedriger ist als die Schweißtemperatur. Alsdann wird der Induktor einer Induktionsheizung dazu benutzt, allein die einander gegenüberliegenden Kanten auf die Schweißtemperatur aufzuheizen, so daß der mittlere Bereich des Materialstreifens auf einer niedrigeren Temperatur als die Schweißtemperatur gehalten wird, jedoch in einem Bereich, der ohne Schwierigkeiten die Durchführung der Formvorgänge, Maß- und Schwindungswalzvorgänge usw. ermöglicht, wodurch die angestrebte Energieeinsparung erzielt wird.

Vermittels der Vorrichtung zur Durchführung des zuvor erläuterten bekannten Verfahrens kann daher der mittlere Bereich des Materialstreifens auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden als beide Kanten, das ist aber auch alles. Die Temperatur der beiden Kanten des Materialstreifens ist nicht einstellbar, so daß die Stauchspannung nicht vereinheitlicht werden kann, ebenso wenig wie Dickenabweichungen während des Maß- und Schwindungswalzvorgangs nach der Stumpfnahtverschwcißung nicht daran gehindert werden können, sich zu vergrößern. Das liegt an dem bei dem bekannten Verfahren zum Aufheizen der Kanten des Materialstreifens verwendeten Induktor,

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der -eingangs des speziellen Teiles der Beschreibung näher erläutert wird.

Die beiden Kanten des Materialstreifens, der den Heizofen verläßt und an dem in Durchlaufrichtung vorderen Ende , des Induktors in diesen eintritt, befinden sich nicht, immer, auf ein und derselben Temperatur, entweder aufgrund der : Konstruktion des Heizofens oder aufctund von Unterschieden ; in der Dicke des Materialstreifens selbst. Selbst dann also, wenn die Kanten des Materialstreifens durch den ι Induktor gleichmäßig aufgeheizt werden, unterscheiden sie sich stets in ihrer Temperatur, normalerweise um etwa 5 bis 20 C. Im übrigen kann es sein, daß sich die Durchlauf bahn des Materialstreifens, der sich durch den Induktor bewegt, aufgrund natürlicher Bewegungen des Material-' Streifens leicht verändert, so daß die Abmessungen der Abstände zwischen dem Induktor und den beiden Kanten sich ■

ändern können. Dies aber erhöht die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Kanten, so daß Abweichungen in der entstehenden Spannung wachsen, was zu einer schlechten Qualität des fertigen Produktes führt. Selbst wenn man die Abstände zwischen den entsprechenden Teilen des Induktors ' und den beiden Kanten des Materialstreifens kleiner macht, \ um so die Heizwirkung zu steigern, ist doch der Umfang dieser Abstandsverringerungen begrenzt, und zwar durch Gefahr von Verformungen des Materialstreifens beim Auftreten von Berührungen zwischen den Kanten und den entsprechenden Teilen des Induktors. Somit bleibt die Heizwirkung ziemlich niedrig und die Möglichkeit zur Einsparung von Energie ist begrenzt. Darüber hinaus lassen sich mit einem Induktor einer bestimmten Größe nur eine begrenzte · Anzahl von unterschiedlichen Breiten von Materialstreifen behandeln, so daß dann, wenn Materialstreifen in vielen verschiedenen Breiten behandelt werden sollen, Induktoren verschiedener Größen vorhanden sein müssen. Schließlich muß man häufig die zuvor erläuterten Temperaturdifferenzen

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zwischen den beiden Kanten des Materialstreifens nach dem Austreten aus dem Heizofen ausgleichen, ein derartiger Ausgleich ist aber mit einem Induktor der zuvor erläuterten Konstruktion nicht möglich. Alles im allem hat das zuvor erläuterte Verfahren erhebliche Nachteile aufgrund der Grenzen der Vorrichtung, die zu seiner Ausführung Verwendung findet.

Weitere Probleme existieren aufgrund der üblicherweise verwendeten Treibrollen. Der lichte Abstand zwischen den vertikal übereinander angeordneten Treibrollen ist früher üblicherweise konstant eingestellt worden. Gleichwohl gibt es natürlich Unterschiede in der Dicke des Materialstreifens, so daß die Treibrollen normalerweise leicht exzentrisch ausgeführt sind, so daß über sie Unterschiede in dem auf die Kanten des Materialstreifens ausgeübten Druck erzeugt werden. In dem Bestreben, Bereiche geringerer Festigkeit entlang des Schweißnahtbereiches des kontinuierlich stumpfnahtgeschweißten Rohres auszumerzen, kann man den lichten Abstand der Treibrollen verringern, wodurch allerdings das Problem auftritt, daß der Wulst sowie Dickenschwankungen entlang des Schweißnahtbereiches stärker wird, bzw. stärker werden. Noch ein weiteres Problem tritt bei dem obigen Verfahren auf. Bei diesem Verfahren wird ja der Materialstreifen geformt, und die Kanten des Material-Streifens werden zunächst auf eine höhere Temperatur als der mittlere Bereich aufgeheizt und dann erst stumpfgeschweißt, da die Temperaturdifferenz zwischen den Kanten und dem mittleren Bereich des Materialstreifens zu Energieeinsparungen führt. In diesem Fall aber ist der Formänderungswiderstand im mittleren Bereich größer als wenn der gesamte Materialstreifen auf die Schweißtemperatur aufgeheizt worden wäre, so daß bei konstantem lichten Abstand der Treibrollen der auftretende Druck zwischen den Kanten erhöht wird, was wiederum die Wulstbildung entlang des Schweißnahtbereiches des fertigen Rohres fördert und Dickenschwankungen in der Nähe des Schweißnahtbereiches vergrößert, wodurch schließ-

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lieh FestigkeitsSchwankungen entlang des Schweißnahtbereiches auftreten.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die zuvor erläuterten Schwierigkeiten bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen ■·■ . ' zu überwinden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, eingangs erläuterte, Vorrichtungso auszugestalten und weiterzubilden, daß stumpfnahtgeschweißte Rohre höhrerer Qualität hinsichtlich der Gleich- ι mäßigkeit und Güte der Schweißnaht bei möglichst geringem Energieaufwand und geringer Gefahr von Blockierungen innerhalb der Vorrichtung hergestellt werden könneii.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung mindestens eine Induktionsvorrichtung mit beidseits der Durchlauf bahn des Material-Streifens einander gegenüberstehend angeordneten Induktionsspulen und eine mit mindestens einer der Induktionsspulen verbundenen Steuereinrichtung zur Veränderung der elektro— ' magnetischen Kopplung der jeweiligen Induktionsspulen mit den entsprechenden Bereichen der Kanten des Materialstreifens und damit zur Einstellung der Temperatür der entsprechenden Kanten aufweist. Weitere, zum Teil auch selb-*' ständig erfinderische Ausgestaltungen, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpfnahtgeschweißter Rohre angegeben, die in der Lage ist, die Bildung eines Wulstes im Schweißnahtbereich eines solchen Rohres zu hemmen und dadurch die Dickenschwankungen in der Nähe des Schweißnahtbereiches zu verringern, wodurch dann in der Folge Festigkeitsschwankungen im SchweißnahtbereicJa verringert werden und die Gesamtqualität der hergestellten Rohre

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erhöht wird.

Weiterhin wird mit der Erfindung eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art angegeben, die mit einem erheblich geringeren Energieaufwand arbeitet.

^ Darüber hinaus werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Kanten des Materialstreifens selbst dann nicht beschädigt, wenn eine Zusatzheizung nahe an die Kanten des Materialstreifens herangeführt wird, um so Energie zu sparen.

Schließlich ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung von ganz besonderem Vorteil, daß die Zusatzheizung in der Lage ist, die Temperaturen der beiden Kanten des Materialstreifens auf eine einheitliche Temperatur anzuheben, wodurch die Qualität des fertigen Produktes erheblich erhöht wird.

Letztlich ist es auch noch ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß hier Treibrollen vorgesehen sind, bei denen die Druckbelastung, die auf den Materialstreifen ausgeübt wird, gesteuert werden kann, so daß sie mit einem angestrebten vorgegebenen Wert übereinstimmt, wodurch gleichfalls die Qualität des Fertigproduktes erheblich gehoben wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Figur 1 in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpfnahtgeschweißter Rohre,

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BAD ORIGINAL

Figur 2 in perspektivischer, zum Teil schematischer, Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zusatzheizung mit einer Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach Figur 1, ι

Figur 3 ein Blockschaltbild der in Figur 2 dargestellten t Steuereinrichtung mit einem Programmblock, j

Figur 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in der Steuereinrichtung nach Figur 3 verwendeten ι Programmblockes,

Figur 5 in perspektivischer, zum Teil schematischer, Dar- ^r stellung, ein Ausführungsbeispiel einer Hilfs-Zusatzheizung mit einer Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer ^! Vorrichtung nach Figur 1,

Figur 6 ein Blockschaltbild der in Figur 5 dargestellten Steuereinrichtung mit einem Programmblock,

Figur 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in der Steuereinrichtung nach Figur 6 verwendeten Programmblockes,

Figur 8 in perspektivischer, schematischer Darstellung ein _: Ausführungsbeispiel einer Schweißdruckvorrichtung mit Treibrollen und einer zugehörigen Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach Figur 1,

Figur 9 ein Blockschaltbild der in Figur 8 dargestellten Steuereinrichtung mit einem Programmblock,

Figur 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in der Steuereinrichtung nach Figur 9 verwendeten Programmblockes

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Figur 11 ein Diagramm zur Darstellung des Zusammenhanges zwischen der Wulsthöhe und der Stauchspannung bei einem kontinuierlich stumpfnahtgeschwexßten Rohr,

Figur 12 in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach Figur 1 ,

Figur 13 ein Blockschaltbild der in· Figur 12 dargestellten Steuereinrichtung mit einem Programmblock,

Figur 14 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in der Steuereinrichtung nach Figur 13 verwendeten Programmblockes,

Figur 15 a) ein Histogramm der Abflachungswerte für eine Mehrzahl von mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 5 hergestellten Rohren,

Figur 15b) ein Histogramm der Abflachungswerte für eine Anzahl von mit einer bekannten Vorrichtung hergestellten Rohren,

Figur 16 ein Diagramm mit Meßergebnissen zur Verteilung der Rohrdicke auf dem Rohrumfang; verschiedene Steuerungsmethodenfür die Kühlung der Rohre,

Figur 17 einen Querschnitt durch ein Rohr mit den in Figur , 16 angegebenen Meßpunkten eingezeichnet,

Figur 18 in perspektivischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Zusatzheizung mit einer Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach Figur 1,

Figur 19 einen Teilschnitt durch eine Induktionsspule zur Verwendung bei einer Zusatzheizung nach Figur 18,

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Figur 20 im Vertikalschnitt den Gegenstand nach Figur 19 zur Erläuterung seiner Funktionsweise,

Figur 21 in perspektivischer Ansicht einen aus dem Stand der Technik bekannten Induktor. ·

wie im allgemeinen Teil der Beschreibung schon bemerkt, soll zunächst anhand von Figur 21 ein aus dem Stand der Technik bekannter Induktor erläutert werden. Dieser Induk'tor weist zunächst einen langgestreckten Kupferbalken 101 und ' ein Paar von in Fluchtlinie miteinander ausgerichteten ; kurzen Kupferbalken 102 und 103 auf/ die parallel zu des Kupferbalken 101, aber mit einem Abstand von diesen angeordnet sind, der etwas größer als die Breite eines Material-. Streifens 10 ist. Paare von gebogenen dicken Kupfer bändern 104 und 104¹ verbinden brückenartig die oberen und unteren Flächen der vorderen und hinteren Enden des Kupferbalkens 101 und des Kupferbalkens 102 bzw. des Kupferbalkens 103. Schließlich ist ein Paar Anschlußzungen 105 und 106 an den einander gegenüberstehenden Enden der Kupfer.balken 102 und 103 vorgesehen. Bei diesem Induktor erstrecken sich also die Kupferbalken 101, 102 und 103 parallel z;u den Kanten El und Er des Materialstreifens 10, und zwar gegenüber den Kantenfronten des Materialstreifens 10. Der Materialstreifen 10 bewegt sich zwischen den Kupferbändern 104 am einen Ende und den Kupferbändern 104" am anderen Ende des Induktors. Während der Bewegung des Materialstreifens 10 wird über die Anschlußzungen 105, 106 ein Hochfrequenzstrom zugeführt, über den auf den Oberflächen des sich bewegenden und das Magnetfeld um den Induktor durchschneidenden Materialstreifens 10 (und in diesem) Wirbelströme erzeugt werden, die zu einer selektiven Aufheizung der beiden Kanten El und Er des Materialstreifens 1,0 führen. Die Funktionsweise und die Probleme bei dem bekannten Induktor sind zuvor erläutert worden. Das Problem von Kollisionen von Kanten — El und Er des Materialstreifens mit dem Induktor aufgrund

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verringerter Abmessungen ist in erster Linie in Bezug auf die Kupferbalken 101, 102 und 103 relevant.

Im folgenden soll nun die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Figuren 1 bis 20 beispielhaft erläutert werden.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Figur 1 eine allgemeine Beschreibung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpfnahtgeschweißter Rohre gegeben. In Figur 1 ist mit Bezugszeichen 10 der zu bearbeitende Materialstreifen bezeichnet. Der Materialstreifen 10 wird von einer nicht dargestellten Abrollhaspel oder dergleichen abgezogen und insgesamt auf eine Temperatur erhitzt, die unter der Schweißtemperatur liegt. Diese Temperatur liegt bei etwa 1150 bis 1200 C, vorzugsweise bei 1200 C, und wird dadurch erreicht, daß der Materialstreifen 10 durch einen Heizofen 1 geführt wird. Anschließend wird der Materialstreifen 10 durch eine Zusatzheizung 2 und eine Hilfs-Zusatzheizung 3 geführt. Die Zusatzheizung 2 heizt ausschließlich beide Kanten El und Er, d.h. einen Bereich der Kanten El und Er einer vorgegebenen Breite, vorzugsweise etwa 10 mm, auf eine Temperatur gleich oder nahezu gleich der Schweißtemperatur. Über die Hilfs-Zusatzheizung 3 wird die Temperatur der Kanten El und Er so lange korrigiert bis beide Temperaturen gleich sind und der Schweißtemperatur entsprechen. Nachfolgend wird der Materialstreifen 10 durch eine Formvorrichtung 4 geführt und in dieser in eine Form von 0-förmigem Querschnitt gebracht. Die nun einander gegenüberstehenden Kanten El und Er werden in einer Schweißdruckvorrichtung 5 stumpfnahtverschweißt, um so den Materialstreifen 10 zu einem vollständigen Rohr werden zu lassen. Unmittelbar darauf wird der Schweißnahtbereich des kontinuierlich stumpfnahtgeschweißten Rohres in einer Kühleinrichtung 71 gekühlt, so daß jede Temperaturdifferenz zwischen dem Schweißnahtbereich und dem übrigen Metall verringert oder eliminiert wird. Die Kühleinrichtung 71 ist zwischen ihr in Durch-

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laufrichtung des Materialstreifens 10 vorgeordneten \ Maß- und Schwindungswalzen 60 und einer in Durchlaufrichtung nachgeordneten Gruppe von Maß- und Schwindungs^ walzen 6 angeordnet. Nach Durchlaufen der Kühleinrichtung ^; 71 durchläuft das Rohr demnach die Gruppe von Maß- und ^; Schwindungswalzen 6 und wird auf eine gewünschte Länge zugeschnitten. Die so zugeschnittenen Rohre 100 werden ^! in einer weiteren Kühleinrichtung 72 vollständig abgekühlt und anschließend in einer Nachbearbeifcungseinrichtung,wie einem Schlichter oder dergleichen nachbe- ; arbeitet.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in der folgenden Beschreibung detailliert erläutert.

Der Heizofen 1 selbst ist wohl bekannt und weist eine obere Vorheizzone 11 zum Vorheizen des Materialstreifens 10, eine Umlenktrommel 12 am ausgangsseitigen Ende der Vorheizzone 11 und Umlenkwalze 13 am einlaßseitigen Ende auf. Der Materialstreifen 1o wird in der Vorheizzone 11 in Pfeilrichtung bewegt, umläuft die Umlenktrommel 12 und die UiB-lenkwalzen 13 und wird dann durch einen Einlaß in die Heiz-· zone 15 gelenkt. Während der Materialstreifen 10 die Heizzone 15 durchläuft, wird er vermittels eines Gasbrenners oder dergleichen erhitzt. Der Materialstreifen 10 verläßt die Heizzone 15 durch einen Auslaß 16. Daran anschließend wird der Materialstreifen 10 nacheinander durch die Zusatzheizung 2 und die Hilfs-Zusatzheizung 3 geführt. Beim Verlassen des Heizofens 1 ist die Temperatur des Materialstreifens 10 niedriger als die Schweißtemperatur von 1300 C, d.h.sie erreicht etwa 1180C im mittleren Bereich und ungefähr 1200 C an den beiden Kanten El und Er. Diese Temperaturvertexlung quer zum Materialstreifen 10 ist natürlich nicht zwingend, die Temperaturwerte können ohne weiteres höher oder niedriger als die angegebenen Werte liegen. Wenn die Temperatur im mittleren Bereich des Materialstreifens 10 die untere Grenze des Temperatur-

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• 4a ·

bereiches überschreitet, in dem die Temperaturen dazu ausreichen, daß der Materialstreifen 10 ohne Behinderungen in der Formvorrichtung 4 unter der Gruppe von Maß- und Schwindungswalzen 6 geformt bzw. eingeschrumpft werden kann, so wird die Temperatur des mittleren Bereiches des Materialstreifens 10, da der mittlere Bereich des Materialstreifens 10 zusätzlich noch etwas beheizt wird, während der Materialstreifen 10 durch die Zusatzheizung 2 und die Hilfs-Zusatzheizung 3 läuft, die obere Grenze des Bereiches geeigneter Temperaturen für die Formung sowie die Maß- und Schwindungswalzung erreichen, wodurch dann die Energieersparnis verringert wird. Andererseits erhöht sich die Belastung der Zusatzheizung 2, sofern die Temperatur des mittleren Bereiches des Materialstreifens 10 zu niedrig ist, da die Zusatzheizung 2 dann die Temperatur des mittleren Bereiches auf das angestrebte Niveau zu bringen hat, mit der Folge, daß der Verbrauch an elektrischer Energie ansteigt und eine großkalibrige Zusatzheizung 2 verwendet werden muß, was dann natürlich nicht zu den angestrebten wirtschaftlichen Vorteilen führt. Insgesamt ist es also anzustreben, daß der Heizofen 1 so gesteuert wird, daß der Materialstreifen 10 bei Austritt aus dem Heizofen 1 in seinem mittleren Bereich bis zur unteren Grenze des geeigneten Temperaturbereiches zur Formung sowie zur Maß- und Schwindungswalzung aufgeheizt ist. Zumindest sollte die Temperatur nur so wenig unter dieser unteren Grenze liegen, daß eine Aufheizung auf die gewünschte Temperatur durch die Zusatzheizung und die Hilfs-Zusatzheizung 3 erfolgen kann.

In Figur 2 nun ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zusatzheizung 2 gezeigt. Induktionsspulen 21 und 22 sind vorgesehen, um den durchlaufenden Materialstreifen 10 induktiv zu beheizen. Die Induktionsspulen 21, 22 weisen rechteckige Kerne 211, 221 und Wicklungskörper 212, 222 auf, die in Nuten 211 a, 212 a an der Unterseite des Kernes 211 bzw. an der Oberseite des Kernes 221 befestigt

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sind. Ein Halterahmen 23 hält die Induktionsspulen 21, 22 vertikal übereinander und in einem Abstand voneinander, so daß ein Raum frei bleibt, durch den der Materialstreifen TO zwischen den Induktionsspulen 21, 22 hindurchlaufen kann. Die Wicklungskörper 212, 222 sind mit geraden Bereichen ; 212 1, 222 1 oberhalb uid unterhalb der Lage der linken Kante El des Materialstreifens 10 bzw. mit geraden Bereichen 212 r und 222 r oberhalb und unterhalb der Lage der rechten Kante Er des Materialstreifens 10 angeordnet, wobei sich , diese Bereiche in derselben Richtung wie die Kanten des Materialstreifens 10'erstrecken. Die Kerne 211 und 212 : bestehen aus mehrlagigen, miteinander verklebten Silicium-Stahlplatten, deren den Wicklungskörpern 212, 222 zugewandten Oberflächen mit im einzelnen nicht dargestellten , Wärmeisolatoren, d.h. keramischen Platten, versehen sind. Die Nut 211 a ist an der Unterseite des Kernes 211 und die Nut 212 a ist an der Oberseite des Kernes 212 ausgebildet. Diese Nuten 211a 212 a haben eine rechteckige Form, mit ihren Längsseiten parallel zu den Längsseiten der entsprechenden Kerne 211 und 221. Die Wicklungskörper 212 und 222 werden von langen Kupferstreifen gebildet, die sich in einem rechteckigen Muster erstrecken und hohl sind, so daß sie von einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden können. _; Die einzelnen Streifen sind lageweise in den Nuten 211 a ^un<3· 221 a gewickelt und voneinander durch einen Lacküberzug isoliert. Die Wicklungskörper 212, 222 passen genau in die Nuten 211 a, 221 a, während die Enden sich aus den eigentlichen Spulen hinaus durch Bohrungen 211 b, 221 b erstrek-' ken, die ihrerseits flach durch die Kerne 211, 221 verlaufen.

Das Energieversorgungssystem für die Wicklungskörper 212, 222 weist eine Energiequelle 24 üblicher Art, einen Frequenzumsetzer 25, eine Stromeinstelleinheit. 26 und einen den Leistungsfaktor verbessernden Kondensor 27 auf. Die entsprechenden elektrischen Ströme werden mit der über den Frequenzumsetzer 25 eingestellten angestrebten Frequenz

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und dem über die Stromeinstelleinheit 26 eingestellten angestrebten Stromwert über den den Leistungsfaktor verbessernden Kondensor 27, den entsprechenden Wicklungskörpern 212, 222 zugeführt.

Mit dem Bezugszeichen 28 ist eine Auswerteeinheit bezeichnet, über die der Strom zu den einzelnen Wicklungskörpern 212 bzw. 222 steuerbar ist. Die Auswerteeinheit. 28 ist mit einem Temperatursensor 29 verbunden, der sich in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vor den Induktionsspulen 21, 22 über die Breite des Materialstreifens 10 erstreckt. Die Auswerteeinheit 28 und der Temperatursensor 29 bilden gemeinsam mit dem zuvor erläuterten Energieversorgungssystem eine Steuereinrichtung 24 bis 29. Die vom Temperatursensor 29 gemessene Temperaturverteilung über die Breite des Materialstreifens 10 wird der Auswerteeinheit 28 eingespeist. Von der Auswerteeinheit 28 wird ein Stromwert bestimmt, der dazu notwendig ist, die Temperatur der beiden Kanten El und Er während der Zeit auf die Schweißtemperatur anzuheben, in der der Materialstreifen 10 zwischen den Induktionsspulen 21, 22 hindurch geführt wird. Diesem Strom entsprechende Steuersignale werden der Stromeinstelleinheit 26 zugeführt, so daß diese Stromeinstelleinheit 26 den entsprechenden Wicklungskörpern 212, 222 individuelle, die Induktionsspulen 21, 22 aktivierende Ströme gleicher oder unterschiedlicher Werte zuführt.

Ein Blockschaltbild der Auswerteeinheit 28 zeigt Figur 3. Die Auswerteeinheit 28 besteht aus einem Temperaturumwandler 281, einem A/D(Analog/Digital)-Umwandler 282, einer I/O(Eingang/Ausgang)-Anschlußeinheit 283, einem Programmblock 284, einem Digitalschalter 285 und einem D/A(Digital/ Analog)-Umwandler 286. Der Temperatursensor 29 erzeugt ein Zeitsignal 29 a und ein 'femperatursignal 29 b. Das Temperatursignal 29 b wird aus einem mit dem Zeitsignal 29 a synchronisierten Abfahren der Breite gewonnen. Das Zeit-

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•«ei·

signal 29 a wird dem Programmblock 284 über die I/O-An-Schlußeinheit 283 zugeführt. Das Temperatursignal 29 b wird dem Temperaturumwandler 281 eingespeist. In dem Temperaturumwandler 281 wird das Signal verstärkt und die Linearität des Signals wird korrigiert. Das analoge Aus- ■ gangssignal des Temperaturumwandlers 281 wird in ein ' digitales Signal in dem A/D-Umwandler 282 umgewandelt. : Dieses digitale Signal wird ebenfalls dem Programmblock 284' über die I/O-Anschlußeinheit 283 zugeführt. Der Digital- j

schalter 285, als Schalter mit Einstellknopf ausgeführt, wird zur Vorwahl der Schweißtemperatur benutzt, die als Temperatur für die Kanten El und Er angestrebt werden soll;) das Ausgangssignal des Digitalschalters 285 wird ebenfalls dem Programmblock 284 über die I/O-Anschlußeinheit 283 zu-

geführt. :

Wie das in Figur 4 dargestellte Flußdiagramm zeigt, beginnt; der Programmblock 284 seine Funktion mit dear Unterbrechung des Zeitgebers. Dann wird zuerst das Temperatürsignal gelesen, Tl und Tr (Temperatur der jeweiligen Kante El, Er) bestimmt und der Mittelwert Tea der Temperaturen der beiden. Kanten El, Er berechnet.

Tea = (Tl + Tr) / 2

Weiter liest der Programmblock 284 dann die am Digitalschal ter 285 vorgewählte Schweißtemperatur Ts und berechnet die Differenz ΔΤ zwischen Ts und Tea.

AT = Ts - Tea

Anschließend wird im Programmblock 284 der Stromwert Is berechnet, der zu einer Differenz 4T=O führt. Dieser Wert von Is wird der Stromeinstelleinheit 26 über den D/A-Umwandler 286 zugeführt. Für die Berechnung von Is kann beispielsweise die folgende Gleichung benutzt, werden.

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Is = Is'"' + A xAT

Is : Der im vorangehenden Zyklus berechnete Werte von Is A : Proportionalitätsfaktor

Die Steuerung des Stromes kann natürlich durch Wechseln und Steuern der Frequenz des Stromes, der durch die Wicklungskörper 212, 222 fließt, erfolgen.

Der Rahmen 23 weist einen senkrechten Träger 231 sowie obere und untere horizontal verlaufende Querträger 232, 233, die sich horizontal von dem senkrechten Träger 231 weg erstrecken,auf. Die Induktionsspule 21 ist an der Unterseite des oberen Querträgers 232 angebracht, während die Induktionsspule 22 an der Oberseite des unteren Querträgers 233 angebracht ist. Die Wicklungskörper 212, 222 stehen in senkrechter Richtung einander gegenüber und sind dem Raum, durch den der Materialstreifen 10 hindurchläuft, zugewandt. Die einzelnen Details des Rahmens 23 selbst sind nicht dargestellt, aber die gesamte Struktur ist derart, daß die Induktionsspulen 21, 22 auf den Raum zwischen ihnen gerichtet sind und von den Oberflächen des Materxalstreifens 10 durch einen angemessenen Abstand getrennt sind. Alternativ ist es zur Aufheizung der Kanten El und Er auf die Schweißtemperatur auch möglich, die Induktionsspulen 21 und/ oder 22 so an dem Rahmen 23 anzubringen, daß sie aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Die Induktionsspulen könnten dann bewegt werden, um die elektromagnetische Kopplung zwischen den Induktionsspulen und den Kanten des Materialstreifens zur adequaten Einstellung der Temperatur, auf die der Materialstre'ifen erhitzt wird, zu verändern. Darüber hinaus könnten die Wicklungskörper auch seitlich neben den Kanten des Materialstreifens 10 angeordnet sein, beispielsweise so wie bei der Hilfs-Zusatzheizung 3, die in Figur 5 dargestellt ist. Schließlich könnte auch

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der untere Querträger 233 so angebracht sein, daß er in ; einer vertikalen Ebene um sein inneres Ende schwenkbar wäre,

i wie das in Figur 18 gezeigt ist. Damit könnte dann der Raum zwischen den Induktionsspulen 21, 22 und den Kanten El, Er des Materialstreifens 10 zur Einstellung dex Beheizung

des Materialstreifens 10 verändert werden. ;

Nach Durchlaufen der Zusatzheizung 2 sind die Kanten El und

Er des Materialstreifens 10 auf oder fast auf die Schweiß- ' temperatur aufgeheizt. Der Materialstreifen 10 wird alsdann der Hilfs-Zusatzheizung 3 zugeführt.

In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hilfs-Zusatz- ' heizung 3 zusammen mit einer Antriebsvorrichtung und einer Steuereinrichtung 33 bis 38 gezeigt. Zunächst sind auch hier Induktionsspulen 31, 32 vorgesehen und beidseits der Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 angeordnet. Die Induktionsspulen 31, 32 weisen Kerne 311, 321 auf, die quer zur Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 einen ü-förmigen Querschnitt aufweisen. Weiter sind Wicklungskörper 312, 322 vorgesehen, die jeweils aus horizontal aufgewickelten langen, hohlen Streifen von Kupfer bestehen. Das Energie-Versorgungssystem für die entsprechenden Wicklungskörper 312, 322 weist eine Energiequelle 34 üblicher Bauart, einen Frequenzumsetzer 34', eine Stromeinstelleinheit 35 und einen den Leistungsfaktor verbessernden Kondensor 36 auf, worüber den einzelnen Wicklungskörpern 312, 322 getrennte Ströme zugeführt werden können.

Ein Stützträger 33 erstreckt sich quer zur Durchlaufbahn des Materialstreifens 10. Von dem Stützträger 33 hängen Stützarme 331, 332 herab, an deren unteren Enden die ent·^ sprechenden Induktionsspulen, 31, 32 befestigt sind. Die Wicklungskörper 312, 322 liegen den die Kanten El, Er des Materialstreifens 10 bildenden seitlichen Oberflächen gegenüber, wobei die Kanten El und Er zwischen den in Vertikalrichtung in einem Abstand voneinander angeordneten ScheEtkeln

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der Kerne 311, 321 zu liegen kommen.

Der Stützträger 33 erstreckt sich horizontal und quer zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 und ist oberhalb der Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 angeordnet. Eine Führungsnut 333 erstreckt sich in Längsrichtung des Stützträgers 33 und ist zur Unterseite des Stützträgers hin offen. In der Führungsnut 333 laufen Gleitschuhe 334, 335, die von sich von beiden Seiten der Führungsnut 333 nach innen erstreckenden Anlagekanten gehalten werden. Die Stützarme 331, 332 sind an der Unterseite der Gleitschuhe 334, 335 befestigt. An den seitlich nach außen weisenden Endflächen der Gleitschuhe 334, 335 sind Zylinder-Kolben-Einheiten 336, 337 angeschlossen, die ihrerseits an der Unterseite des Stützträgers 33 angebracht sind. Die äußeren Enden der Kolbenstangen der Zylinder-Kolben-Einheiten 336, 337 sind mit den Gleitschuhen 334, bzw. 335 verbunden, so daß die Gleitschuhe 334, 335 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, wodurch dann die Abstände zwischen den Wicklungskörpern 312, 322 und den Kanten El und Er des Materialstreifens 10 durch Einstellung der waagerechten Abstände hl und hr eingestellt werden können.

Der Stromfluß zu den Wicklungskörpern 312, 322 wird über eine Auswerteeinheit 37 gesteuert, die außerdem die Zylinder-Kolben-Einheiten 336, 337 in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung steuert, die von einem sich über die Breite des Materialstreifens 10 erstreckenden Temperatursensor 38 gemessen wird, der in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vor den Induktionsspulen 31, 32 angeordnet ist. Auf der Basis der Temperaturverteilung über die Breite des Materialstreifens 10, insbesondere der Temperaturen der Kanten El und Er, wie sie vom Temperatursensor 38 gemessen worden ist, bestimmt die Auswerteeinheit 37 eine Temperaturdifferenz und erzeugt ein der Stromeinstelleinheit 35 zugeführtes Steuersignal.

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Entsprechend dem Steuersignal wird über die Stromeinstelleinheit 35 der Wert der Ströme geändert, die den entsprechenden Wicklungskörpern 312, 322 zuströmen, um so ;

.,;;._?, die gemessene Temperaturdif f erenz auszugleichen. Wenn der

genannte Stromwert den Steuerungsbereich der Stromeinstelleinheit 35 überschreitet, so wird die Zylinder-Kolben-Ein- j heit 336 oder 337 angetrieben und damit der Gleitschuh 334 oder 335 so bewegt, daß der horizontale Abstand hl oder hr ^: zwischen dem Wicklungskörper 312 oder 322 und der ent- :

:■ · " 10 sprechenden Kante El oder Er des Materialstreifens 10 grob-

eingestellt wird. Anschließend wird der die Wicklungskörper'

„\ ' 312 bzw. 322 durchfließende Strom über die Stromeinstell- :

y;*■■■: einheit 35 fein justiert und beide Kanten El und Er werden

auf die optimale Schweißtemperatur innerhalb des Bereiches der möglichen Schweißtemperaturen aufgeheizt.

In Figur 6 ist die Auswerteeinheit 37 in einem Blockschalt-

_<v;·: bild dargestellt. Die Auswerteeinheit 37 besteht aus einem

.-.:". Temperaturumwandler 371, einem A/D-Umwandler 372, einer

:*_?: I/O-Anschlußeinheit 373, einem Programmblock 374 und zwei

_r , 20 D/A-Umwandlern 375, 376.

.■..'· Wie der zuvor erläuterte Programmblock 284 wird auch von

dem Programmblock 374 ein Zeitsignal 38 a sowie ein Temperatursignal 38 b gelesen, wobei diese Signale von dem Temperatursensor 38 erzeugt werden. Von dem Programm-

.: ,; 25 block 374 werden einerseits der Stromeinstelleinheit 35,

';" andererseits Steuerventilen 336 ν , 337 ν in den Luftkreisen der Zylinder-Kolben-Einheiten 336, 337 Steuersignale ■ ■■$. .

zugeführt.

Wie das Flußdiagramm in Figur 7 zeigt, beginnt der Programm— block 374 seine Arbeit mit der Unterbrechung des Zeitgebers. Dann wird zunächst das Temperatursignal 38 b gelesen, die Werte Tl und Tr werden bestimmt und miteinander verglichen. Alsdann wird eine Erhöhungstemperatur A, Tl (an der Kante El), ΔTr (an der Kante Er) zum Ausgleich der Abweichung

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von Tl und Tr berechnet.

Ist Tl ^ Tr ;

ΛΤ1 = O

= Tl - Tr

ist Tl < Tr ;

Δ Tl = Tr - Tl
= O

Im Anschluß daran werden in dem Programmblock 284 die Stromwerte lsi und Isr berechnet, die den Induktionsspulen 31, 32 zugeführt werden sollen. Bei dieser Berechnung werden beispielsweise die folgenden Gleichungen benutzt:

lsi = lsi^~' +Bx ΔΤ1

(—)
Isr = Isr ^v '+Cx ATr

lsi ,Isr : Die Werte von lsi und Isr,

die in dem vorausgehenden Zyklus berechnet wurden.

B, C: : Proportionalitätskonstante

In dem nächsten Schritt werden lsi und Isr mit Is max verglichen, dem maximalen Wert des Steuerungsbereiches der Stromeinstelleinheit 35.

Ist lsi (Isr) S Is max, so wird der Wert von lsi bzw. Isr an die Stromeinstelleinheit 35 übertragen. Ist das nicht der Fall, so werden die Positionen der Kanten El und Er beispielsweise mit Hilfe des Verlaufs des Temperatursignals 38 b bestimmt und Sl (oder Sr) berechnet. Diese Werte; werden an den Betätigungsmagneten des Steuerventils 336 ν

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(oder 337 ν) übermittelt. Sl (oder Sr) ist eine Zeitspanne, ^: während derer der Betätigungsmagnet magnetisiert werden sollte, wobei diese Zeitspanne der Länge hl (oder hr) entspricht, die eingestellt werden soll. ;

ι Auf die zuvor erläuterte Weise werden die horizontalen Abstände hl und hr geändert, um so die Stärke "der elektrö— j magnetischen Kopplung zwischen der Induktionsspule 31 und der Kante El bzw. zwischen der Induktionsspule 32 und der Kante Er zu verändern. Dadurch wird es möglich, die Aufheizung und die Temperatur der entsprechenden Kanten El . und Er unabhängig voneinander zu steuern.

Natürlich kann alternativ auch allein die Einstellung der _t horizontalen Abstände hl und hr durchgeführt werden, um die Temperaturen der beiden Kanten El und Er abzugleichen. Natürlich kann auch die eine oder die andere der Zylinder-Kolben-Einheiten 336, 337 wegfallen und einer der beiden horizontalen Abstände hl oder hr festgehalten und der andere allein einstellbar gemacht werden.

Im übrigen kann die Zusatzheizung 2 vollständig wegfallen und nur die Hilfs-Zusatzheizung 3 oder die in Figur 18 dargestellte Zusatzheizung 2¹ dazu benutzt werden, die Kanten El und Er auf die angestrebte gleiche Temperatur aufzuheizen.

In einer weiteren Ausgestaltung kann ein weiterer, nicht dargestellter,Temperatursensor in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 hinter der Hilfs-Zusatzheizung 3 angeordnet sein, um die Temperatur des Materialstreifens zu messen, nach dem dieser von der Hilfs-Zusatzheizung 3 aufgeheizt worden ist,um eine Temperaturdifferenz zwischen den Kanten El und Er festzustellen. Um eine derartige Temperaturdifferenz auszugleichen, könnte ein Rückkopplungskreis auf die Auswerteeinheit 37 vorgesehen sein, über den die Lagen der Induktionsspulen 31 und 32 einzu-

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stellen wären, um dadurch die Genauigkeit der Temperatursteuerung für die Kanten El und Er zu verbessern.

Wie in Figur 1 gezeigt, wird anschließend der an seinen beiden Kanten El und Er auf die angemessene Schweißtemperatur aufgeheizte Materialstreifen 10 durch die Formvorrichtung 4 geführt, in der die Kanten El und Er relativ zum mittleren Bereich nach unten gebogen werden, so daß der Materialstreifen 10 insgesamt in eine Form mit O-förmigem Querschnitt gebracht wird. Daran anschließend wird der Materialstreifen 10 durch die Schweißdruckvorrichtung 5 geführt, um darin die beiden Kanten El und Er miteinander zur Bildung eines Rohres stumpf zu verschweißen. Figur 8 zeigt, daß die Schweißdruckvorrichtung 5 Treibrollen 51 und 52 aufweist, die Maßnuten mit ungefähr übereinstimmenden halbkreisförmigen Profilen und an beiden Enden Flanken passender Breite aufweisen, über der Treibrolle 51 und unter der Treibrolle 52 sind Stützrollen 53 bzw. 54 vorgesehen, die an den Flanken der Treibrollen 51 bzw. 52 zur Anlage kommen. Die untere Stützrolle 54 ist mit den Enden einer ihr zugeordneten Lagerwelle schwenkbar in einem Stützrahmen 56 1 auf einem Podest 56 gelagert. Die obere Stützrolle 53 ist mit den Enden einer ihr zugeordneten Lagerwelle schwenkbar in einem Stützrahmen 55 1 gelagert und in vertikaler Richtung um eine geringe Strecke verschiebbar. In dem und aus dem Stützrahmen 55 1 ist eine Druckeinstelleinrichtung 55 bewegbar. Die Druckeinstelleinrichtung 55 wird über ein Öldruck-Steuerventil 57 zur Bewegung in vertikaler Richtung gesteuert, so daß der auf den Materialstreifen 10 ausgeübte Anpreßdruck eingestellt werden kann, um so die Stumpfnahtverschweißung der einander gegenüberstehenden Kanten El und Er bei einem bestimmten angestrebten Druck vornehmen zu können. Der auf die Außenfläche des Materialstreifens 10 ausgeübte Anpreßdruck der Treibrollen 51, 52, in anderen Worten also die Druckbelastung bzw. der Ist-Schweißdruck, wird von einem Drucksensor 58 gemessen, der an den lagern

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für die Lagerwelle der von dem Stützrahmen 55 1 getragenen Stützrolle 53 angeordnet ist. Eine Steuereinheit 59 ist mit dem Drucksensor 58 verbunden und dient zur Einstellung j des Öldruck-Steuerventils 57 entsprechend der Funktion der Druckeinstelleinrichtung 55. Der von dem Drucksensor 58 j festgestellte Ist-Schweißdruck wird der Steuereinheit 59 zugeführt, dort mit einem voreingestellten Soll-Schweiß- ' druck verglichen, um so die Kanten El und Er sachgemäß aneinander zur Anlage zu bringen. Weiter wird die Öffnung des Öldruck-Steuerventils 57 zum Ausgleich jeder Differenz zwischen dem Ist- und dem Soll-Schweißdruck berechnet,und \ dem Öldruck-Steuerventil 57 wird ein Steuersignal zur Br-höhung oder Verminderung der Druckbelastung zugeführt. Der auf den Materialstreifen 10 über die Treibrollen 51 52 ausgeübte Soll-Schweißdruck liegt in einejoi Druckbereich, in dem eine sachgemäße Verschweißung der Kanten El und Er gewährleistet ist. Der Wert ist darüber hinaus so gewählt, ! daß das Ausmaß der auftretenden Stauchung gleichmäßig ist und daß jeder Dickenzuwachs im Schweißnahtbereich, bzw. die Wulsthöhe geringer ist, so daß sie sich in einem kon- ' stanten Bereich hält.

Figur 9 zeigt ein Blockschaltbild der Steuereinheit 59-, i die aus einem A/D-Umwandler 591, einer I/0-Anschlußeinheit 592, einem Programmblock 593 und einen Digitalschalter 59-4 besteht. ,

Wie Figur 10 zeigt,beginnt der Programmblock 593 seine Funktion mit der Unterbrechung des Zeitgebers. Zunächst wird dann der Ist-Schweißdruck PA, gemessen von dem Drucksensor 58 , über den A/D-Umwandler 591 und die 1/0-An-* Schlußeinheit 592 gelesen. Außerdem wird der voreingestellte Soll-Schweißdruck Ps vom Digitalschalter 594 her eingelesen. In dem Programmblock 593 wird alsdann die Differenz zwischen Ps und PA errechnet.

= Ps - pa 130015/0754

Danach wird die Differenz 4P mit Null verglichen. Ist £P > O, so berechnet der Programmblock 593 die Zeit A¹T^ , ist Ap ·* 0 so berechnet der Programmblock 593 die Zeit und übermittelt diese an das Steuerventil 57. Dabei

finden die folgenden Gleichungen Verwendung: = D ΔΡ + E

₂ = F Ap + G

D, E, F, G: Konstanten.

Ist/\P>0, so wird das Steuerventil 57 geöffnet, um der Druckeinstelleinrichtung 55 weiteres Drucköl zuzuführen, ist ^P <0. so wird das Steuerventil 57 geöffnet, um Drucköl von der Druckeinstelleinrichtung 55 abzuführen. Δι. und Absind die notwendigen Zeiten für die Öffnung des Steuerventils 57 zur Erreichung von AP =0.

im folgenden wird erläutert, warum der von der Schweißdruckvorrichtung 5 gesteuerte Schweißdruck die Höhe des Wulstes und die Dickenerhöhung im Schweißnahtbereich bestimmt.

Figur 11 zeigt das Ergebnis von Experimenten, die zur Feststellung des Zusammenhanges zwischen der Wulsthöhe und der Stauchspannung ausgeführt wurden. Bei diesen Experimenten wurde ein Materialstreifen von 320 mm Breite von 3,2 mm Dicke zunächst so weit aufgeheizt, daß die Bereiche beider Kanten in einer Breite von 10 mm auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wurden als der mittlere Bereich. Der Materialstreifen wurde geformt und mit einer Stauchung von 10 mm stumpfgeschweißt, wodurch ein durchlaufend stumpfgeschweißtes Rohr eines Außendurchmessers von 101,9 mm aus der Schweißdruckvorrichtung austrat. Das Diagramm zeigt die

3Q Stauchspannung (kg/cm ) auf der Ordinate und die Wulsthöhe (mm) im Schweißnahtbereich auf der Abszisse. Die

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-3a·

Marken O, α , Δ und X im Diagramm geben das Verhältnis zwischen der Stauchspannung und der Wulsthöhe entsprechend zu Temperaturdifferenzen zwischen den Bereichen der Kanten und dem mittleren Bereich von 50, 100, 150 und¹ 300 C an, und zwar bei einer Temperatur des mittleren Bereiches von \ 1300 C und Temperaturen der Bereiche der Kanten von 1250, ' 1200, 1150 und 1000. Die durchgehende Linie zeigt das Ver- I hältnis zwischen der Stauchspannung und der Wulsthöhe für den Fall, daß sich die beiden Kanten auf einer Temperatur ^; von 1300 C und der mittlere Bereich auf einer Temperatur von 1000 C befanden. Wie sich aus dem Diagramm ergibt, wächst für einen vorgegebenen Materialstreifen mit der [ Temperaturdifferenz zwischen den Kanten und dem mittleren , Bereich sowohl die Stauchspannung als auch die WuIsthöhe. Bei einer konstanten Temperaturdifferenz erhöht sich ,' die Wulsthöhe nahezu proportional zum Zuwachs an Stauchspannung. Zusätzlich wird durch die strichpunktierte Linie noch die untere Grenze der Stauchspannung gezeigt, die zur ■ Erreichung einer ausreichenden Festigkeit der Schweißung im Schweißnahtbereich notwendig ist.

Für eine vorgegebene Temperatur des Materialstreifens ist andererseits die Stauchspannung grundsätzlich abhängig von dem Schweißdruck in der Schweißdruokvorrichtung. Sowohl die Wulsthöhe als auch die Dickenerhöhung im Schweißnahtbereich ändern sich miteinander in Abhängigkeit von der Temperatur an beiden Kanten des Materialstreifens und der Stauchspannung. Kurz gesagt, kann dort, wo die Temperatur der Kanten des Materialstreifens in Dur^hlaufrichtung des Materialstreifens vor der Schweißdruckvorrichtung genau gesteuert wird, wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, . der Schweißdruck in der Schweißdruckvorrichtung genau gesteuert werden, um so eine angestrebte Stauchspannung und einen entsprechenden Wert der Wulsthöhe entsprechend der Beziehung zu erzielen, die in Figur 11 dargestellt ist.

Dadurch wird eine erstrebenswerte Verminderung der Wulst- _; höhe und der Dickenerhöhung im Schweißnahtbereich möglieh.

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Ein weiteres Ergebnis ist die Verminderung von Festigkeitsschwankungen des Schweißnahtbereiches des entstehenden Rohres.

Wie eine Betrachtung von Figur 1 ergibt, passiert das in der Schweißdruckvorrichtung 5 stumpfnahtgeschweißte Rohr 100 Maß- und Schwindungswalzen 60 und eine Gruppe von Maß- und Schwindungswalzen 6, wobei der Schweißnahtbereich mittels einer Kühleinrichtung 71 gekühlt wird, die dem Schweißnahtbereich des Rohres 100 gegenübersteht und zwischen der Maß- und Schwindungswalze 60 und der ersten Maß- und Schwindungswalze 61 in der Gruppe 6 angeordnet ist.

Die Kühleinrichtung 71 weist eine Anzahl von Sprühöffnungen 712 in der Oberseite einer Kühlmittelausstoßvorrichtung 711 (hohler Kasten) auf, die gegenüber dem Schweißnahtbereich des Rohres 100 angeordnet ist. Die Länge der Kühlmittelausstoßvorrichtung 711 ist in Durchlaufrichtung des Rohres 100 so bemessen, daß die ange- ■ strebte Kühlung erreicht wird. In Figur 12 sind die Kühleinrichtung 71 und eine in Durchlaufrichtung hinter dieser angeordnete weitere Kühleinrichtung 72 gezeigt, die im folgenden näher erläutert werden. Mit der Kühleinrichtung 71 ist über ein Ventil 73 eine Pumpe 74 verbunden,so daß Wasser oder ein anderes Kühlmittel steuerbar von der Pumpe 7.4 herangeführt und über die Sprühöffnungen 712 auf den Schweißnahtbereich gelenkt werden kann. Eine Steuereinheit 75 zur Steuerung des Ventils 73 ist mit Temperaturaufnehmern 761, 762 verbunden, die dem Schweißnahtbereich des Rohres 100 bzw. dem übrigen Bereich des Rohres 100 gegenüber angeordnet sind, und zwar in Durchlaufrichtung des Rohres 100 oberhalb der Kühleinrichtung 71. Ein Geschwindigkeitsmesser in Form eines Pulsgenerators ist einerseits mit der Steuereinheit 75, andererseits mit den Maß- und Schwindungswalzen 60 verbunden. Aus den Meßwerten der Temperatur des Schweiß-

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•31»·

nahtbereiches bzw. der Temperatur des übrigen Bereiches, wie sie von den Temperaturaufnehmern 761 , 762 festgestellt wurden, der von dem Geschwindigkeitsmesser 77 gemessenen Geschwindigkeit des Rohres 100 und dem äußeren Durchmesser und der Dicke des Rohres 100, deren Werte von einer Dateneingabestation 78 her übermittelt j werden, wird in der Steuereinheit 75 die Kühlmittelmenge : berechnet, die notwendig ist, um die Temperatur des Schweißnahtbereiches auf die Temperatur des übrigen f

LO Bereiches des Rohres 100 abzusenken. Nach dieser Berechnung wird von der Steuereinheit 75 ein Steuersignal an das Ventil 73 abgegeben, so daß das Ventil 73 so lange ge- \ öffnet ist, daß die berechnete Kühlmittelmenge auf den Schweißnahtbereich des Rohres 100 gesprüht werden kann.

Piqur 13 zeigt ein Blockschaltbild der Steuereinheit 75, die aus Temperaturumwandlern 751, 752, einem A/D-Umwandler 753, einer I/O-Anschlußeinheit 754, einem Programmblock 755, einem Zähler 756 und einem D/A-Umwandler 757 bestellt. Der Zähler 756 zählt die Pulse, die ihm vom als Pulsgenerator ausgeführten Geschwindigkeitsmesser 77 her zugeleitet werden.

Das in Figur 14 dargestellte Flußdiagramm zeigt, daß in den Programmblock 755 zunächst die Temperatur des Schweißnahtbereiches Tsm und die Temperatur des übrigen Bereiches Tna von den Temperaturaufnehmern 761, 762 her einfließt.

Außerdem wird der Zählerstand des Zählers 756 Cu eingelesen. In dem Programmblock 755 wird alsdann die Differenz ATm zwischen Tsm und Trm vermittels der folgenden Gleichung berechnet: *

ATm = Tsm - Trm

Daraus wird die Geschwindigkeit VA des Rohres 100, beispielsweise mittels der folgenden Gleichung berechnet:

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VA = K₁ (Cu - Cu^{v ;} )

Cu^""': Der Wert von Cu aus dem vorangehenden Zyklus K₁ : Proportionalitätsfaktor

Danach wird die von der Kühleinrichtung 71 zu versprühende Kühlmittelmenge (Wassermenge) W über die folgende Gleichung berechnet:

W = W₀ + K₂ χ

W : Konstante Kühlmittelmenge (Wassermenge), die sich aus den Dimensionen des Rohres 100 ergibt

K₂ : Eine von VA abhängige Variable

Nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit, die dem Abstand zwischen den Temperaturaufnehmern 7 61, 762 und der Kühleinrichtung 71 entspricht und aus diesem Abstand und der genannten Geschwindigkeit VA berechnet worden ist, überträgt der Programmblock 755 die W-Daten über den D/A-Umwandler zur Einstellung des Ventils 73.

Alternativ kann die Kühleinrichtung 71 auch in Durchlaufrichtung des Materialstr'eifens direkt hinter der Schweißdruckvorrichtung 5 oder zwischen den einzelnen Maß- und Schwindungswalzen der Gruppe 6 angeordnet sein. Zum Beispiel wurde ein stumpfnahtgeschweißtes Rohr 100 mit einem Außendurchmesser von 60,5 mm und einer Dicke von 3,8 mm, das sich mit einer Geschwindigkeit von 85 m/min bewegte und im Schweißnahtbereich eine Temperatur von ungefähr 1320 C und im übrigen Bereich eine Temperatur von 1180C aufwies, mit Kühlwasser einer Temperatur von 20 C und eines Druckes

2
von mehr als 5 kg/cm bei einer Durchflußrate von ungefähr 150 l/min besprüht, um so den Schweißnahtbereich auf die

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• 36·

Temperatur des übrigen Bereiches abzukühlen.

Das Rohr 100 wird zwischen den Maß- und Schwindungswalzen ^: 60 unter der Gruppe von Maß- und Schwindungswalzen 6 zur j Nachbearbeitung hindurchgeführt und der fliegenden Schere, _; bzw. der Warmsägemaschine 8 zugeführt, um mit deren Hilfe ' auf die gewünschten Längen geschnitten zu werden. Die Warmsägemaschine 8 ist von üblicher Bauart. Anschließend wird das Rohr 100 durch die weitere Kühleinrichtung 72 geführt · und erfährt darin eine Schockkühlung hinunter bis ca. 900 C.

Di^e Kühleinrichtung 72 weist einen inneren Zylinder 771 auf, in dessen Wandung eine Anzahl von Sprühöffnungen vorgesehen¹ ist, die radial ins Innere des Zylinders 721 gerichtet sind. Ein weiterer, mit dem inneren Zylinder 721 koaxial angeordneter äußerer Zylinder 722 ist vorgesehen, wobei die beiden Zylinder 721, 722 an ihren in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 hinteren Enden über eine Endplatte miteinander verbunden sind. Der innere Zylinder 721 divergiert an seinem in Durchlaufrichtung des Materialstreifes 10 vorderen Ende nach außen und ist mit dem Innenrand des äußeren Zylinders 722 verschweißt. Der äußere Zylinder 722 ist mit ; der Ausgangsseite der Pumpe 74 verbunden, und zwar über ein Steuerventil 79, so daß Kühlmittel (Wasser) von der Pumpe 74 radial nach innen durch die Sprühöf-fnungen im inneren Zylinder 721 gesprüht werden kann.

Während es den inneren Zylinder 721 der Kühleinrichtung 72 passiert, wird das auf Länge geschnittene Rohr 100 auf etwa 900 C heruntergekühlt; anschließend läuft es durch einen Schlichter 9, um gegebenenfalls danach noch weiteren Nachbearbeitungsvorrichtungen zugeführt zu werden, die im einzelnen nicht dargestellt sind.

In der, wie oben erläutert, konstruierten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Materialstreifen 10 auf 1200 C aufgeheizt, einer Temperatur, die niedriger als die Schweißtem— peratur ist. Dies geschieht während des Durchlaufens des

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Materialstreifens 10 durch den Heizofen 1 und durch die Zusatzheizung 2. Der mit der Auswerteeinheit 28 verbundene Temperatursensor 29 der Zusatzheizung 2 mißt die Temperaturverteilung über die Breite des Materialstreifens 10 unmittelbar nachdem dieser aus dem Heizofen 1 austritt und übermittelt diese Information an die Auswerteeinheit 28. Auf der Grundlage der Temperaturverteilung ermittelt die Auswerteeinheit 28 die Differenz zwischen den Temperaturen der beiden Kanten El und Er und der voreingestellten Schweißtemperatur und bestimmt die Werte der Ströme, die notwendig sind, um die Temperaturen der entsprechenden Kanten El und Er auf die Schweißtemperatur zu bringen. Die Stromeinstelleinheit 26 empfängt Steuersignale von der Auswerteeinheit 28 und versorgt die Wicklungskörper 212, 222 mit verschiedenen entsprechenden Strömen zur Aufheizung der Kanten El und Er auf die Schweißtemperatur. Demnach werden die Kanten El und Er von ungefähr 1200 C, d.h. der Temperatur bei Austritt aus dem Heizofen 1 auf etwa 1300 C, der Schweißtemperatur, aufgeheizt und danach wird der Materialstreifen 10 in die Hilfs-Zusatzheizung 3 eingeführt. Über den in Durchlaufrichtung unmittelbar vor der Hilfs-Zusatzheizung 3 angeordneten Temperatursensor 38 wird die Temperatur der Kanten El und Er festgestellt. Sind beide Kanten El und Er auf die Schweißtemperatur aufgeheizt und besteht keine Temperaturdifferenz zwischen ihnen, so werden die Wicklungskörper 312, 322 der Induktionsspulen 31, 32 von der Auswerteeinheit 37 her nicht aktiviert und der Materialstreifen 10 läuft ohne weitere Aufheizung durch die Hilfs-Zusatzheizung 3. Wird andererseits eine Temperaturdifferenz zwischen den Kanten El und Er festgestellt, so berechnet die Auswerteeinheit 37 die entsprechenden Werte der Ströme für die entsprechenden Wicklungskörper 312 bzw. 322, die nötig sind, um die genannte Differenz auszugleichen und erzeugt entsprechende Steuersignale, überschreitet der Stromwert, der von der Auswerteeinheit 37 ermittelt wurde, den Einstellbereich der Stromeinstelleinheit 35, so wird den Zylinder-Kolben-Einheiten 336 und/oder 337 ein ent-

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sprechendes Steuersignal zugeführt, um so die Stützarme 331 und/oder 332 senkrecht zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 zu bewegen, so daß die horizontalen Abstände zwischen den Wicklungskörpern 312, 322 und den Kanten El und Er eingestellt werden. Anschließend werden I die Stromwerte über die Auswerteeinheit 37 uöd die Strom- ₍ einstelleinheit 35 nochmals feinjustiert. Im Elrgebnis sind dann die Temperaturen der Kanten El und Er auf ein und die-_: selbe Schweißtemperatur eingestellt.

Der Materialstreifen 10, der die Hilfs-Zusatzheizung 3 '. verläßt, durchläuft die Formvorrichtung 4 mit den gleichmäßig auf die voreingestellte Schweißtemperatur aufgeheizten Kanten El und Er. In der Formvorrichtung 4 wird der Materialstreifen 10 in eine Form von im wesentlichen 0-förmigem Querschnitt gebracht. Anschließend wird der Materialstreifen 10 durch die Schweißdruckvorrichtung 5 geführt. Der Drucksensor 58 am Lager einer der Treibrollen 51, 52 der Schweißdruckvorrichtung 5 mißt den auf die Außenfläche des geformten Materialstreifens 10 von der Schweißdruckvorrichtung 5 ausgeübten Schweißdruck und führt diesen Meßwert der Steuereinheit 59 zu. Der gemessene Ist-Schweißdruck wird mit einem vorgegebenen Soll-Schweiße druck verglichen und ein dem Ergebnis dieses Vergleiches entsprechendes Steuersignal von der Steuereinheit 59 dem Steuerventil 57 zugeführt, um darüber die Druckeinstelleinrichtung 55 zu aktivieren, so daß der Ist-Schweißdruck der Schweißvorrichtung 5 mit dem Soll-Schweißdruck in Übereinstimmung gebracht wird. Damit wird der Materialstreifen ; 10 in der Schweißdruckvorrichtung 5 einem angemessenen Schweißdruck unterworfen und die einander gegenüberstehenden Kanten El und Er werden bei einem konstanten Schweißdruck miteinander stumpfnahtverschweißt. Die Stumpfnahtverschweißung der Kanten El und Er bei einem konstantem Druck hält das Ausmaß der Stauchung auf einem Minimum und hält gleichfalls den Dickenzuwachs in und um den Wulstbereich, der von der Stumpfnahtverschweißung erzeugt wird, auf einem

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32222

Minimum. Hilfreich zur Erzielung dieses Ergebnisses sind die übereinstimmenden Temperaturen und damit die übereinstimmenden Formänderungswiderstände an den Kanten El und Er, so daß äußere Veränderungen, wie beispielsweise Schwankungen im Außendurchmesser des Rohres 100 und Schwankungen in der Festigkeit des Schweißnahtbereiches, verhindert werden.

Nach Verlassen der Schweißdruckvorrichtung 5 wird die Temperatur des Rohres 100 im Schweißnahtbereich über den

TO Temperaturaufnehmer 761 und die Temperatur des übrigen Bereiches über den Temperaturaufnehmer 762 gemessen und die Meßergebnisse werden der Steuereinheit 75 zugeführt. Die Steuereinheit 75 vergleicht die Temperaturen der beiden Bereiche und errechnet dann die zur Absenkung der Temperatur des Schweißnahtbereiches auf die Temperatur des übrigen Bereiches notwendige Kühlmittelmenge (Wassermenge) aus der gemessenen Temperaturdifferenz, der Geschwindigkeit des Rohres 100, gemessen vom Geschwindigkeitsmesser 77, und dem Außendurchmesser und der Dicke des Rohres 100, eingegeben über die Dateneingabestation Um die zum Besprühen des Schweißnahtbereiches notwendige Kühlmittelmenge (Wassermenge) zuzuführen, wird das Ventil 73 von der Steuereinheit 75 her mit einem Steuersignal beaufschlagt. Damit ist dann die Temperatur des Schweißnahtbereiches des Rohres 100 auf die Temperatur des übrigen Bereiches oder in deren Nähe abgesenkt, wenn das Rohr die Schweißdruckvorrichtung 5 verlassen hat. Nach diesem Kühlvorgang durchläuft das Rohr 100 dann die Gruppe von Maß- und Schwindungswalzen 6 zum Strecken. Als Ergebnis wird erreicht, daß die Dicken des Schweißnahtbereiches und des Bereiches um diesen herum nicht erhöht wird, selbst dann, wenn das Rohr 100 beim Durchlaufen der Gruppe 6 einer Schwindung und Streckung unterworfen wird.

Im folgenden werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

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Tabelle 1 zeigt Werte von Ergebnissen von Vergleichstests, und zwar die Prozentzahl der Herstellung fehlerhafter Wülste (das Verhältnis der Anzahl von Rohren mit fehlerhaften Wülsten zur Gesamtzahl der hergestellten Rohre). ^;

Bei diesen Vergleichstests wurden Rohre ein und derselben Größe bei verschiedenen Temperaturdifferenzen zwischen den Kanten und dem mittleren Bereich des Materialstreifens hergestellt, und zwar einmal unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung .und das andere mal unter Verwendung einer konventionellen Vorrichtung, bei der die Temperatur des gesamten Materialstreifens in dem ersten Heizofen auf die Schweißtemperatur angehoben wird.

Tabelle 1

Temperaturdifferenz	erfindungs gemäße Vor richtung	konventionelle Vorrichtung
50 C 100 C 200 C	0,31 % 0,47 % 0,78 %	0,63 % 1,36 % 5,73 %

Wie Tabelle 1 zeigt, vermindert die erfindungsgemäße Vorrichtung die Prozentzahl der Herstellung von Rohren mit fehlerhaften Wülsten ganz erheblich im Vergleich zu einer konventionellen Vorrichtung, und zwar für sämtliche Temperaturdifferenzen. Es ist verständlich, daß die Prbzentzahl für die (erfindungsgemäße) Vorrichtung bei größeren Temperaturdifferenzen relativ niedriger ist.

Die Figuren 15 a und 15b zeigen Histogramme, in denen die Verteilung von Abflachungswerten gezeigt ist, die sich aus einem Abflachungstest zur Ermittlung der Festigkeit der Schweißnahtbereiche kontinuierlich stumpfnahtgeschweißter Rohre ergaben, die einerseits mit einer erfindungsgemäßen ; Vorrichtung, andererseits mit einer bekannten Vorrichtung

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hergestellt worden waren. In Figur 15 a sind die Ergebnisse für die erfindungsqemäße Vorrichtung, in Figur 15b die Ergebnisse für die bekannte Vorrichtung dargestellt. Während des Tests wird ein kontinuierlich stumpfnahtgeschweißtes Rohr horizontal gelegt mit dem Schweißnahtbereich zur Seite in die Ebene gerichtet. Das Rohr wird vertikal belastet. Sobald im Schweißnahtbereich eine Beschädigung erkennbar ist, wird die Höhe des teilweise abgeflachten Rohres gemessen und durch den mittleren äußeren Durchmesser dividiert, wobei der Quotient den Abflachungswert ergibt. In den Figuren 15a und 15b ist dieser Wert auf der Abszisse aufgetragen, während die Anzahl von Rohren, die einen Abflachungswert in einem bestimmten Bereich zeigen, auf der Ordinate aufgetragen ist.

Die Gesamtzahl N von Objekten in diesem Test war 54 für die beiden verglichenen Vorrichtungen. Der mittlere Abflachungswert X ist 0,201 für die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Rohre und 0,213 für die mit der bekannten Vorrichtung hergestellten Rohre. Die Standardabweichung ist 0,044 für die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 0,04 3 für die mit der bekannten Vorrichtung hergestellten Rohre.

Wie man aus den in den Figuren 15a und 15b gezeigten Histogrammen erkennt, ist der Abflachungswert, d.h. in anderen Worten die Festigkeit der Stumpfnahtschweißung eines kontinuierlich stumpfnahtgeschweißten Rohres bei Herstellung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung fast gleich den Abflachungswerten bei Herstellung mit einer bekannten Vorrichtung.

Figur 16 zeiqt ein Diagramm mit Meßergebnissen von Vergleichstests zur Verteilung der Rohrdicke auf dem Rohrumfang eines kontinuierlich stumpfnahtgeschweißten Rohres, dessen Schweißbereich gemäß der Erfindung gekühlt worden ist, bzw. für andere Fälle, in denen er nicht so stark gekühlt worden ist. Auf der Ordinate ist die Dicke (mm)

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aufgetragen, während auf der Abszisse die Punkte der Dickenmessungen auf dem Rohrumfang aufgetragen sind. Die durchgezogene Linie dieses Diagramms zeigt die Werte für ein Rohr, bei dem der Schweißnahtbereich ; mit einer bei einer Temperatur entsprechenden Wassermenge gekühlt worden war, und zwar unter Benutzung einer _: erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die gestrichelte Linie I zeiqt Werte für den Fall, daß der Schweißnahtbareich nicht gekühlt wurde, und die strichpunktierte Linie zeigt Werte, bei denen die Kühlung des Schweißnahtbereiches durch Aufsprühen einer konstanten Wassermenge erfolgte. Die Punkte, an denen die Dicke jedes Objektes gemessen wurde, sind in Figur 17 dargestellt, wobei sich der Schweißnahtbereich bei g befindet.

Wie man aus dem in Figur 16 dargestellten Diagramm erkennt, weist das Rohr eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke auf dem gesamten Rohrumfang auf, sofern die erfindunqsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Kühlung des Schweißnahtbereiches benutzt wurde. Im Gegensatz dazu trat im Schweißnahtbereich eine Dickenerhöhung auf, sofern , der Schweißnahtbereich nur mit einer konstanten Wassermenge besprüht wurde. Wurde schließlich der Schweißnahtbereich überhaupt nicht gekühlt, so war eine ziemlich starke Dickenvergrößerung insbesondere auf dem inneren Rohrumfang festzustellen und darüber hinaus erhebliche Dickenschwankungen über den gesamten Rohrumfang.

Abschließend soll noch eine veränderte Ausführungsform ^; einer erfindungsgemäßen Zusatzheizung erläutert werden, die sowohl als Zusatzheizung als auch als Hilfs-Zusatzheizunq in der zuvor erläuterten Vorrichtung Verwendung finden kann, oder auch sogar beide Zusatzheizungen zu ersetzen vermag.

In Figur 18 ist eine solche Zusatzheizung 2' und eine entsprechende Steuereinrichtung 93 bis 99 gezeigt, während

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in Figur 19 Induktionsspulen 91, 92 dazu gezeigt sind. Die Zusatzheizung 2' kann sowohl als eigentliche Zusatzheizung als auch als Hilfs-Zusatzheizung im zuvor erläuterten Sinne Verwendung finden. Der Materialstreifen 1O_f der aus dem Heizofen 1 austritt, tritt zwischen den in vertikaler Richtung mit Abstand voneinander angeordneten Induktionsspulen 91 und 92 hindurch und bewegt sich dann in Richtung auf die Formvorrichtung 4 und die Schweißdruckvorrichtung 5.

wie Figur 19 zeigt, weisen die Induktionsspulen 91, 92 Kerne 911 und 921 sowie Wicklungskörper 912, 922 auf, wobei letztere in Nuten 911a bzw. 921a auf der Unterseite der Kerne 911 bzw. der Oberseite des Kernes 921 eingesetzt sind. Die jeweiligen Kerne 911, 921 bestehen aus streifenförmigen siliciumstahlplatten, die zur Bildung von den Nuten 911 a, 921 a entsprechenden Ausnehmungen gestampft sind. Die Siliciumstahlplatten sind aufeinander geschichtet, so daß sich bei Betrachtung in der Ebene eine rechteckige Form ergibt. Die Platten sind über nicht dargestellte Bänder oder dergleichen miteinander verbunden und auf ihren dem Materialstreifen 10 zugewandten Oberflächen mit Wärmeisolationsmitteln zur Verhinderung von Beschädigungen der Wicklungskörper 912, 922 versehen. Die Nuten 911 a,921 a sind im wesentlichen rechteckig mit den einzelnen Bereichen parallel zu den vier Seiten der Kerne 911, 921. Die Wicklungskörper 912, 922 sind gleichfalls von rechteckiger Form und von langen hohlen Kupferbändern gebildet, die lageweise in den Nuten 911 a, 921 a gewunden sind und voneinander durch einen Schutzlack isoliert sind. Die Enden 912 a, 922 a der entsprechenden Wicklungskörper 912, 922 ragen durch Bohrungen 911 b, 921 b in den Kernen 911, 921 aus den Induktionsspulen 91, 92 hinaus. Durch die Wicklungskörper 912, 922 fließen Ströme einer vorgegebenen Frequenz.

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Wie sich aus Figur 18 ergibt, weist ein Rahmen für die Induktionsspulen 91 , 92 einen senkrechten Träger 931 sowie obere und untere Querträger 932, 933 auf, die am oberen bzw. unteren Ende des Trägers 931 angeschlossen sind und sich parallel zueinander erstrecken, so daß der Rahmen 93 eine in Frontansicht C-föntiige FomTbekommt. Die Induktionsspule 91 ist an der Unterseite des oberen Querträgers 932 befestigt und ist ihrerseits an der Unterseite mit dem Wicklungskörper 912 versehen. Die Induktions spule 92 ist an der Oberseite des unteren Querträgers 933 befestigt und weist ihrerseits an der Oberseite den Wicklungskörper 922 auf. Die· längeren Bereiche 912 1 und 912 r des Wicklungskörpers 912 bzw. 922 1 und 922 r des Wicklungskörpers 922 sind in Richtung der Kanten El und Er des Materialstreifens 10 ausgerichtet.

An der Oberseite des oberen Querträgers 932 sind Tragbügel 94 befestigt, die sich von dort vertikal nach oben erstrecken.' Räder 941 sind an den oberen Enden der Tragbügel 94 drehbar gelagert und laufen auf einer Schiene 942. Der Rahmen 93 wird von der sich waagerecht und quer zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 erstreckenden Schiene 942 getragen und ist in Richtung senkrecht zur Dur.chlaufrichtung des Materialstreifens bewegbar, so daß der senkrechte Träger 931 seitlich der Kante El bzw. des Materialstreifens 10 eingestellt werden kann bzw. daß die Induktionsspulen 91, 92 gegenüber der oberen bzw. unteren Seite des Materialstreifens gehalten werden können. Ein Motor 943 ist auf der Oberseite des Querträgers 932 angebracht. Die Abtriebswelle des Motors 943 ist über eine Kette mit einem Zahnrad 944 verbunden, das koaxial auf einem der Räder 94T angebracht ist. Der Motor 943 dreht sich in beide Richtungen, so daß der Rahmen 93 senkrecht zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens bewegt werden kann. Dadurch können die Abstände Yi h~, tu und h, zwischen den Kanten El und Er und den längeren Bereichen 912 1, 912 r, 922 1 und 922 r der

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Wicklungskörper 912, 922 eingestellt werden, wie das in Figur 20 dargestellt ist. Der untere Querträger 933 ist an das untere Ende des senkrechten Trägers 931 über einen horizontal verlaufenden Schaft 933 a angelenkt, der mit der Basis des Querträgers 933 fest verbunden ist. Der untere Querträger ist damit in vertikaler Ebene um den Schaft 93 3 a schwenkbar. Der horizontal verlaufende Schaft 933 a ist mit einem Zahnrad 933 b an einem seiner Längsenden versehen, das mit einem Zahnrad 933 c kämmt, das seinerseits mit einem Zahnrad auf der Abtriebswelle eines Motors 94 5 kämmt, der am unteren Ende des senkrechten Trägers 931 befestigt ist. Wenn der Motor 945 sich in der einen oder der anderen Richtung dreht, schwenkt somit der untere Querträger 933 um den Schaft 933 a, wie sich das aus der gestrichelten Linie aus Figur 20 ergibt. Dadurch werden die vertikalen Abstände v., und v~ zwischen den Kanten El und Er des Materialstreifens und den Oberflächen der längeren Bereiche 922 1 und 922 r des Wicklungskörpers 922 verändert.

Mit dem Bezugszeichen 95 ist eine Auswerteeinheit zur Steuerung der Motoren 943 und 945 bezeichnet. Die Auswerteeinheit 95, die ein Mikrocomputersystem ähnlich dem der Auswerteeinheiten 28 bzw. 37 aufweist, ist mit Temperatursensoren 96 1 und 96 r verbunden, und zwar über einen Geber 97 zur Erzeugung eines Temperaturdifferenzsignales. Über einen Rückkopplungskreis 99 sind mit der Auswerteeinheit 95 außerdem Temperatursensoren 98 1, 98 r verbunden. Die Temperatursensoren 96 1, 96 r sind in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vor den Induktionsspulen 91, 92 gegenüber den Kanten El bzw. Er des Materialstreifens 10 angeordnet. Die Temperaturen, die an den Kanten El und Er gemessen wurden, werden dem Geber 97 zugeführt, indem die Differenz zwischen den Temperaturen der Kanten El und Er festgestellt und an die Auswerteeinheit 95 weitergegeben wird. Die Auswerteeinheit 95 ihrerseits gibt Antriebssignale an die Motoren 943 und 945, um dem Motor 943 so anzutreiben,

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kh-

daß der Rahmen 93 entlang der Schiene 942 quer zum Materialstreifen 10 geführt wird, und um den Motor 945.so anzutreiben, daß der untere Querträger 933 in vertikaler Ebene um das untere Ende des Trägers 931 geschwenkt wird. Dadurch werden ι die Größen der horizontalen Abstände h., h- , h₃ und ⁿ4

zwischen den Bereichen 912 1, 912 r, 922 1, und 922 r der ' Wicklungskörper 912, 922 und den Kanten El und Er des i Materialstreifens 10 sowie die vertikalen Abstände v.. und V₂ zwischen den Bereichen 922 1 und 922 r des Wicklungs- ■ körpers 922 und den Kanten El und Er eingestellt, so daß insgesamt die Differenz zwischen den Temperaturen der Kanten El und Er eliminiert wird. In Durchlaufrichtung ^! des Materialstreifens 10 hinter den Induktionsspulen 91, 92 angeordnet sind die Temperatursensoren 98 1 und 98 r, über die die Temperaturen der Kanten El und Er festgestellt werden können, nachdem der Materialstreifen über die Induktionsspulen 91, 92 aufgeheizt worden ist. Diese Temperaturen werden durch den Rückkopplungskreis 99 auf die Auswerteeinheit 95 zurückgekoppelt. Die Auswerteeinheit 95 erzeugt kein Steuersignal, sofern die Teinperaturdifferenz zwischen El und Er Null ist, existiert jedoch eine Temperaturdifferenz, so werden die Motoren 943 und 945 mit Steuersignalen versorgt, um die horizontalen und/oder vertikalen Abstände h. und h„, V₁ und V^ ^zur Eliminierung der Tempera-

turdifferenz einzustellen. Die Temperatursensoren 98 1,98 r, die die Temperaturen der Kanten El, Er des Materialstreifens 10 zur Korrektor der Stellung der Induktionsspulen 91, 92 ermitteln, können ebenfalls dazu benutzt werden, zu ermitteln, ob die Kanten El und Er überhaupt auf die ange-

strebte Schweißtemperatur aufgeheizt worden sind. i

Das Verhältnis zwischen der Einstellung der Bewegung des Rahmens 93 und der Schwenkbewegung des unteren Querträgers 933 ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Beispielsweise kann aber die Einstellung so ausgeführt, werden, daß zunächst die Bewegung des Rahmens 93 quer zur Breite des Materialstreifens 10 grob eingestellt wird und daß an- ^;

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schließend eine Feineinstellung des in vertikaler Ebene schwenkbaren unteren Querträgers 933 erfolgt. Der Rahmen 93 kann aber auch in Abhängigkeit von der von den Temperatursensoren 96 1 und 96 r ermittelten Temperaturdifferenz bewegt werden, während der untere Querträger ■ 933 zur kompensierenden Einstellung in Abhängigkeit von den Temperaturen schwenkbar ist, die von den Temperatursensoren 98 1, 98 r festgestellt werden. Fließt ein Hochfrequenzstrom einer vorgegebenen Frequenz in den Wicklungskörper 912, 922, so wird ein magnetischer Fluß im Materialstreifen 10 erzeugt, über den Wirbelströme im Materialstreifen 10 und insbesondere in den Kanten El und Er zur Aufheizung derselben induziert werden. Jede Änderung der horizontalen oder vertikalen Abstände zwischen den Kanten El und Er und den Wicklungskörpern 912, 922 führt zu einer Änderung des magnetischen Flusses, der im Materialstreifen 10 fließt. Dementsprechend ändern sich auch die induzierten Wirbelströme im Materialstreifen 10 und damit die Energie, mit der die Kanten El und Er aufgeheizt werden. Im Rahmen der Zusatzheizung 2¹ werden somit die horizontalen Abstände h₁ bis h, und vertikalen Abstände V₁ und V₂ so geändert, daß sich die elektromagnetische Wechselwirkung der Spulen 91, 92 mit dem Materialstreifen 10 ändert, um so die Temperaturen der Kanten El und Er abzugleichen.

Selbstverständlich kann eine der beiden Induktionsspulen 91, oder 92 lagefest angeordnet sein und nur die andere horizontal bewegbar oder vertikal schwenkbar sein.

wie sich aus der voranstehenden Erläuterung ergibt, wird der Materialstreifen bei der erfindunsgemäßen Vorrichtung nach erfolgter Aufheizung im Heizofen vermittels einer induktiven Beheizung nur im Bereich seiner Kanten auf die Schweißtemperatur aufgeheizt, während der mittlere Bereich des Materialstreifens auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird. Damit wird eine beachtliche Energie-

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einsparung erreicht. Darüber hinaus werden die Temperaturen der Kanten des MaterialStreifens leicht und verläßlich abgeglichen, so daß bei der Stumpfnahtverschweißung der beiden Kanten die Formänderungswiderstände miteinander abgeglichen sind. Aufgrund der dauernden Steuerung des auf den Materialstreifen in der Schweißdruckvorrichtung ausgeübten Schweißdruckes werden die Kanten unter gleichmäßiger Stauchspannung miteinander verschweißt, so daß der Umfang der Stauchung gleichmäßig ist. Dadurch ergibt sich eine verringerte Wulsthöhe, geringere Schwankungen in der Dicke und dem Außendurchmesser der erzeugten Rohre und eine geringere Dickenerhöhung in der Nähe des Schweißnahtbereiches.

Weiterhin wird unmittelbar vor der Maß- und Schwindungswalzung oder in der Mitte davon der stumpf nahtverschweißte Bereich eines entstandenen Rohres auf die Temperatur des übrigen Bereiches des Rohres heruntergekühlt, so daß während des Maß- und Schwindungswalzvorganges im Schweißnahtbereich keine weitere Dickenerhöhung auftritt. Darüber , hinaus wird die Festigkeit des Schweißnahtbereiches im Vergleich mit in konventionellen Vorrichtungen hergestellten Rohren erhöht, Vorrichtungen, bei denen schon im Heizofen der gesamte Materialstreifen auf die angestrebte Schweißtemperatur aufgeheizt wird. Insgesamt wird also durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die kontinuierliche Herstellung stumpfnahtverschweißter Rohre ganz erheblich verbessert.

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Leerseite

Claims (18)

1. Z₇-^ Ansprüche

   (i.!vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stumpf- ^"^ nahtgeschweißter Rohre, mit einem Heizofen zum Aufheizen eines kontinuierlich durchlaufenden Materialstreifens aus Bandstahl oder einem anderen Material auf eine vorgegebene Temperatur, einer dem Heizofen in Durchlaufrichtung des Materialstreifens nachgeordneten induktiven Zusatzheizung zum weiteren selektiven Aufheizen des durchlaufenen Materialstreifens im Bereich seiner Kanten auf eine zum Stumpfnahtschweißen ausreichende Temperatur, einer der Zusatzheizung nachgeordneten Formvorrichtung zum Bringen des Materialstreifens in einen im wesentlichen rohrförmigen Zustand und einer der Formvorrichtung nachgeordneten Schweißdruckvorrichtung zum Aufbringen eines zur Stumpfnahtverschweißung der Kanten des Materialstreifens ausreichenden, vorgegebenen Seitendruckes auf den rohrförmig gebogenen Materialstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung 2; 3; 2" mindestens eine Induktionsvorrichtung mit beidseits der Durchlaufbahn des Material-Streifens 10 einander gegenüberstehend angeordneten Induktionsspulen 21, 22; 31, 32; 91, 92 und eine mit mindestens einer der Induktionsspulen 21 bzw. 22; 31 bzw. 32; 91 bzw.92 verbundenen Steuereinrichtung 24 bis 29; 33 bis 38; 93 bis 99 zur Veränderung der elektromagnetischen Kopplung der jeweiligen Induktionsspulen 21 bzw. 22; 31 bzw.32; 91 bzw.92 mit den entsprechenden Bereichen der Kanten El bzw. Er des Materialstreifens 10 und damit zur Einstellung der Temperatur der entsprechenden Kanten El bzw. Er aufweist.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung 24 bis 29; 33 bis 38; 93 bis 99 mit beiden Induktions- ^f spulen 21, 22; 31, 32; 91, 92 verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils oberhalb und unterhalb der Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 ein Paar der Induktionsspulen 21 bzw.22; 91 bzw. 92 angeordnet ist und daß die Induktionsspulen 21, 22; 91, 92 eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen und mit [ ihren Längsseiten im wesentlichen parallel zu den Kanten El, Er des im Zwischenraum zwischen den Induktionsspulen 21, 22; 91, 92 durchlaufenden Materialstreifens 10 ausgerichtet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben jeder der beiden Kanten El, Er des Materialstreifens 10 eine Induktionsspule 31 bzw. 32 angeordnet ist und daß die Induktionsspulen 31, 32 jeweils einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen und die Dnarchlaufbahn ■ des Materialstreifens 10 im Bereich der Kanten El, Er des Materialstreifens 10 teilweise umfassen.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Induktionsspulen 21, 22 in einer festen Relativlage in Bezug auf die Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Induktionsspulen 31, 32; 91, 92 quer zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens 1Ό bewegbar ist, so daß über die Einstellung der bewegbaren Induktionsspulen 31, 32; 91 eine Einstellung der

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   im Materialstreifen 10 induzierten Wirbelströme und damit der elektromagnetischen Kopplung vornehmbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Induktionsspulen 91 , 92 in einer Ebene senkrecht zur Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 bewegbar, vorzugsweise schwenkbar ist, so daß über die Einstellung der bewegbaren Induktionsspule 92 eine Einstellung der im Materialstreifen 10 induzierten Wirbelströme und damit der elektromagnetischen Kopplung vornehmbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der im Materialstreifen 10 induzierten Wirbelströme und damit der elektromagnetischen Kopplung der den Induktionsspulen 21, 22; 31, 32 zugeführte Strom einstellbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung 24 bis 29; 33 bis 38; 93 bis 99 einen nach der Durchlaufbahn des Materialstreifens 10 in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vor den Induktionsspulen 21, 22; 31, 32; 91, 92 angeordneten ersten Temperatursensor 29; 38; 96, 97 und/oder einen .in entsprechender Weise hinter den Induktionsspulen 91, 92 angeordneten zweiten Temperatursensor 98, 99 zur Messung zumindest der Temperaturen in den Bereichen der Kanten El, Er des Materialstreifens 10 und einer Auswerteeinheit 28; 37; 95 zur Bestimmung der Differenz zwischen der gemessenen Temperatur und der Solltemperatur für die Stumpfnahtverschweißung und/oder der Differenz zwischen den gemessenen Temperaturen der Bereiche der beiden Kanten El, Er des Materialstreifens 10 aufweist.

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10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung 24 bis 29; 33 bis 38, weiter eine einerseits mit der Auswerteeinheit 28; 37, andererseits mit den Induktionsspulen 21, 22; 31, 32 verbundene Stromeinstell-Einheit i 26, 35 zur Einstellung des den Induktionsspulen 21, 22; , 31, 32 zugeführten Stromes aufweist, so daß die Kanten
    El, Er des Materialstreifens 10 auf die Solltemperatur ' für die Stumpfnahtverschweißung bringbar sind und/oder
    die Differenz zwischen den Temperaturen der

    Kanten El, Er des Materialstreifens 10 ausbleichbar ist. '
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung i 33 bis 38; 93 bis 99 weiter einerseits mit der Auswerteeinheit 37; 95, andererseits mit den Induktionsspulen 31, 32; 91, 92 verbundenen Positionseinstelleinheiten
    334 bis 337; 932, 933, 941 bis 945 zur Einstellung der
    bewegbaren Induktionsspulen 31, 32; 91, 92 aufweist,

    so daß die Kanten El, Er des Materialstreifens 10 auf die' Solltemperatur für die Stumpfnahtverschweißung bringbar ι sind und/oder die Differenz zwischen den Temperaturen

    der Kanten El, Er des Materialstreifens 10 ausgleichbar i ist. ■- :
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Temperatursensoren,

    Auswerteeinheiten und Positionseinstelleinheiten vorgesehen sind, daß die eine Gruppe zur Einstellung der Soll-; temperatur für die Stumpfnahtverschweißung auf eine
    Induktionsspule wirkt und daß die andere Gruppe zum Ausgleich der Differenz zwischen den Temperaturen der

    Bereiche der Kanten des Materialstreifens auf die
    andere Induktionsspule wirkt.
13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch
    gekennzeichnet, daß eine Einstellung der

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    bewegbaren Induktionsspulen 31, 32 erfolgt, wenn die Einstellung des den Induktionsspulen 31., 32 zugeführten Stromes allein nicht zur genügenden Aufheizung der Bereiche der Kanten El, Er des Materialstreifens 10 ausreicht.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von der Schweißdruckvorrichtung 5 nachgeordneten Maß- und Schwindungswalzen 6, 60 vorgesehen ist und daß den Maß- und Schwindungswalzen 6, 60 eine Kühleinrichtung 71 zugeordnet ist, über die der zu einem stumpfnahtgeschweißten Rohr zusammengebogene Materialstreifen 10 mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist, so daß die Temperatur der Schweißnaht auf die Temperatur des ,

    übrigen Materialstreifens 10 abkühlbar ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vor der ersten Maß- und Schwindungswalze angeordnet ist.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung 71 in Durch- _: laufrichtung des Materialstreifens 10 hinter zumindest einer Maß- und Schwindungswalze 60 der Mehrzahl von Maß- und Schwindungswalzen 6, 60 angeordnet ist,
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d adurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung 71 mehrere in Durchlaufrichtung des Materialstreifens 10 vorgeordnete Temperaturaufnehmer 761, 762 zur Messung der Temperaturen der Schweißnaht einerseits und des übrigen Materialstreifens andererseits, eine Kühlmittelausstoß-Vorrichtung 711 zur Beaufschlagung der Schweißnaht mit dem Kühlmittel, ein mit der Kühlmittelausstoß-Vorrichtung 711 verbundenes Ventil 73 zur Steuerung des Zuflusses an Kühlmittel, einen Geschwindigkeits-

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    wird.

    messer 77 zur Messung der Geschwindigkeit des von der Schweißdruckvorrichtung 5 her kommenden MaterialStreifens 10 und eine Steuereinheit 75 aufweist, daß die Steuereinheit 75 eingangsseitig mit den Temperaturaufnehmern : 761, 762, dem Geschwindigkeitsmesser 77 und einer Dateneingabestation 78 zur Eingabe von Daten wie Durchmesser ' und Dicke des zu einem Rohr gebogenen Materialstreifens j 10 sowie ausgangsseitig mit dem Ventil verbunden ist und daß in der Steuereinheit 75 die notwendige Menge an' ' Kühlmittel zur Abkühlung der Schweißnaht auf die Tempera.-; tür des übrigen Materialstreifens 10 ermittelbar und über die Steuereinheit 75 die Öffnungszeit des Ventils 73 entsprechend steuerbar ist, so daß nur die gerade notwendige Menge an Kühlmittel auf die Schweißnaht gelenkt
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißdruckvorrichtung 5 eine Druckeinstellvorrichtung 55 zur Einstellung des auf den Materialstreifen 10 ausgeübten Schweißdruckes, mindestens einen Drucksensor 58 zur Messung des Ist-Schweißdruckes und eine Steuereinheit 59 aufweist und daß die Steuereinheit 59 mit dem Drucksensor 58 und der Druckeinstelleinrichtung 55 zur ^!

    Steuerung des Ist-Schweißdruckes auf einen vorgegebenen Soll-Schweißdruck verbunden'ist.

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