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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
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von Feststoffe, insbesondere Blasversatz im Untertagebergbau fördernden
Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Obwohl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Stahlblech geformte
Rohre für den Transport von abrasiv auf die Rohrinnenwandung einwirkenden Feststoffen
der unterschiedlichsten Zusammensetzung, darunter z.B.
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Kies, Sand o.dgl. hergestellt werden können, wird die Erfindung im
folgenden bevorzugt anhand von Blasversatzrohren beschrieben, die hauptsächlich
im Bergbau für den pneumatischen Transport von Dammbaustoffen und Waschbergen für
den Vollversatz verwendet werden. Hierbei dient das Innenrohr zur Verwirklichung
der Maßnahmen, die auf einen Schutz gegen den Verschleiß durch die Einwirkung des
Fördergutes abzielen. Im allgemeinen erreicht man den Verschleißschutz durch eine
Wärmebehandlung des Innenrohres. Das Außenrohr schützt das Innenrohr vor mechanischen
Beschädigungen, die im Betrieb erhält unvermeidlich sind und/dic sogenannte Garnitur
sowie häufiger Vorrichtungen, welche der Verlegungen insbesondere dem Umlegen der
Rohre dienen, z.B. die rohrfesten Teile von Rohrdrehvorrichtungen oder Rohraufhängungen
und/oder -unterstützungen. Deswegen besteht das Außenrohr vor allem im Hinblick
auf Stoß- und Schlagbeanspruchungen im allgemeinen aus einem einfachen Stahl St.
37.2.
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Bei solchen Rohren muß die Herstellung einerseits rationell sein.
Andererseits muß die Herstellung so erfolgen, daß eine genaue Zentrierung der konzentrischen
Rohre unter Vermeidung von Spalten zwischen Innen- und
Außenrohr
gewährleistet ist. Fehlzentrierte Rohre werden nämlich nach ihrem Einbau in einen
Rohr strang einer Förderleitung bevorzugt beansprucht und müssen dann vorzeitig
ausgewechselt werden. Spalte zwischen den Rohrmänteln führen unter der Olastung
durch den Fördervorgang u.a. zu Schwingungen, welche ihrerseits die Rohre überlasten
und vorzeitig zerstören können.
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Wegen ihrer komplizierten Bauform werden die Rohre bislang im allgemeinen
mit der jeweils benötigten und damit mit einer begrenzten Länge hercrestellt. Bei
einem bekannten Verfahren dieser Art schiebtiaan das Innenrohr in das fertia-gestellte
Außenrohr. Dann ist es schwierig, größere Längen solcher Rohre unter Vermeidung
von Spalten zwischen den Rohren herzustellen, weil mit zunehmender Paßgenauigkeit
der Widerstand anwächst, den das Außenrohr dem Innenrohr beim Einschieben entgegensetzt.
Die dadurch erzwungene Grenze ist umso nachteiliger, als relativ billige Rohre in
erheblicher Länge als längsnahtgeschweißte Rohre zur Verfügung stehen, aber für
diese Art der Herstellung nicht ausgenutzt werden können, obwohl deren begrenzte
Paßgenauigkeit sich im fertigen Förderrohr nicht nachteilig auswirken würde. Es
sind daher für die Einzelherstellung der Förderrohre auch Verfahren entwickelt worden,
welche auf eine ausreichende Zentrierung des Innenrohres im Außenrohr und auf eine
bald freie Verbindung beider Rohre abzielen.
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Bei einem dieser vorbekannten Verfahren geht man von zwei aufeinandergelegten
und durch Punktschweißung verbundenen Blechen aus, welche an ihren Rändern zunächst
abgekantet
und dann zur Rohrform gebogen werden.
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Die Längskanten des Außenbleches werden dann miteinander verschweißt,und
die Kanten des Innenrohres werden stumpf voreinander gestoßen. Das Härten des Innenrohres
schließt sich an diesen Verfahrensschritt an. Das geschieht häufig nach bekannten
Randschichthärteverfahren, weil man nur die innere Oberfläche des Innenrohres hart
und verschleißfest benötigt. Insbesondere das Flammhärten oder das Induktionshärten
eignet sich für diese Art der Wärmebehandlung des Innenrohres.
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Dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren ist gleichwertig
ein anderes Herstellungsverfahren, das ebenfalls bekannt ist und von dem die Erfindung
ausgeht. Hierbei benutzt man ein längsnahtgeschweißtes Innenrohr, um das das vorher
abgekantete Ausgangsblech des Außenrohres durch Biegen eingeformt wird, worauf man
anschließend die voreinandergestoßenen Längskanten des Ausgangsbleches verschweißt.
Auch bei diesem Verfahren wird das Innenrohr nach dem bekannten Härteverfahren,
insbesondere den bekannten Randschichthärteverfahren gehärtet.
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Nachteilig wirkt sich jedoch aus, daß eine ausreichende Anlage des
Ausgangsbleches an das Außenrohr auf dem Rohrmantel des Innenrohres insbesondere
an den Rohrenden nicht erreicht werden kann. Obwohl man sich die Volumenzunahme
des Werkstoffes des Innenrohres beim Härten zunutze macht, die auf dem größeren
Volumen des martensit-ischen Gefüges gegenüber dem ferritischen Gefüge beruht, ist
es nicht möglich, dadurch eine ausreichende Anlage der beiden Rohrmäntel aneinander
zu erzielen.
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Nachteilig wirkt sich ferner aus, daß die nach dem vorbekannten Verfahren
hergestellten Rohrlängen begrenzt sind. Das Schweißen des Außenrohres unter Pulver
oder Schutzgas ist im Vergleich mit den in großen Längen lieferbaren längsnahtgeschweißten
Rohren in zunehmendem Maße unwirtschaftlich. Nicht zum vorveröffentlichten Stand
der Technik zu zählende ältere Vorschläge zielen daher darauf ab, die erstellung
der Förderrohre und insbesondere die Anlage der sie bildenden konzentrischen Rohre
aneinander dadurch zu verbessern, daß ausgehend von ineinandergesteckten, längsnahtgeschweißten
Rohren durch Stauchen und Wärmebehandlung des Innenrohres und/oder durch eine mechanische
Aufweitung des Innenrohres die Rohrmäntel zur gegenseitigen Anlage gebracht werden
(Patentanmeldungen P 31 50 506.6 und P 31 50 507.4), um auf diese Weise größere
Längen aus fest verbundenen Innen- und Außenrohren für die abschließende Wärmebehandlung
zu produzieren. Diese Vorschläge gehen jedoch wiederum von dem eingangs erläuterten
Verfahren aus, bei dem Innen- und Außenrohr vor ihrer Weiterverarbeitung ineinandergeschoben
werden müssen.
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Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, das als bekannt
vorausgesetzte Verfahren so zu führen, daß nach ihm wahlweise begrenzte oder endlose
Längen von konzentrischen Rohren produziert werden können, die unabhängig von ihrer
Länge unter Vermeidung von Spalten dicht aufeinanderliegende Rohrmäntel aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst, zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß kann man die jeweils benötigten Förderrohrlängen herstellen
wobei man für das Innenrohr beispielsweise ein längsnahtgeschweißtes Rohr benutzt.
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Denn das Außenrohr besteht aus einem bandförmigen Ausgangsmaterial,
z.B. einem warmgewalzten Band, das in Bunden angeliefert und als Wickel verarbeitet
wird.
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Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dieses Ausgangsmaterial um
das fertige Innenrohr eingeformt wird, kann man die erforderlichen Toleranzen einhalten.
Dabei machen die Rohrenden keine Schwierigkeiten, weil das Außenrohr aus Spiralwindungen
besteht und sich daher seine Verformbarkeit an den Rohrenden nicht von dem Rohrmittelstück
unterscheidet. Diese Einformung kann "nach unten" erfolgen, so daß unter Schutzgas
geschweißt und das Außenband nur an den Außenoberflächen zusammengeschweißt zu werden
braucht.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß beim Einformen des Außenrohres
an den Rohrenden keine Verformungsschwierigkeiten des Ausgangsmaterials des'Außenrohres
auftreten und daher auf der ganzen Rohrlänge Spalte zwischen Außen-und Innenrohr
vermieden werden können, ohne daß eine Nacharbeitung der fertigen Förderrohre erforderlich
wird.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten konzentrischen
Rohre können danach jedem geeigneten Härteverfahren unterworfen werden. Die Erfindung
bietet aber auch die Möglichkeit, bedarfsweise das Innenrohr vor dem Aufbringen
des Aißnnrnhres zu härten oder Innenrohre zu verwenden, die aufgrund ihres gehärteten
Werkstoffes wie Rohre verschleißfest sind.
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Während man das Einformen des Außenrohres auch durch besondere Formwerkzeuge
vornehmen kann, sieht eine praktische
Ausführungsart der Erfindung
vor, das Innenrohr mit dem abgewickelten Ausgangsmaterial des Außenrohres zu umwickeln.
Dabei kommt eine besonders enge Anlage des Außenrohres an das Innenrohr zustande,
die im übrigen von der Zugspannung im bandförmigen Ausgangsmaterial des Außenrohres
abhängt.
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Die Erfindung bietet jedoch auch die vorteilhafte Möglichkeit, die
Förderrohre aus einem praktisch in seiner Länge nicht begrenzten Vorprodukt durch
Abtrennen der jeweils benötigten Förderrohrlängen rationell herzustellen. Das beruht
darauf, daß man die Innenrohre ebenso wie die Wickel des Ausgangsmaterials durch
Verschweißen der jeweiligen Enden in praktisch unbegrenzten Längen einer Produktionsanlage
zuführen kann, auf der man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die konzentrischen
Rohre fertigt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert; es zeigen Fig. 1 in Draufsicht und schematisch eine Anlage zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in ihrem Grundaufbau, Fig. 2 denjenigen
Teil der Anlage, mit dem das Außenrohr eingeformt wird in Ansicht und Fig. 3 eine
Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1.
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Aus einem Vorrat von z.B. längsnahtgeschweißten Rohren 1, 2, 3 werden
Rohre 4, 5 hintereinander zugeführt, wobei
die einander zugeführten
Enden bei 6 miteinander verschweißt werden können, um einen zusammenhängenden Rohrstrang
zu bilden (Fig. 1). Ausgehend von einem Wickel 7, einem sogenannten Coil (FIg. 3),
wird das Ausgangsblech 8 für ein Außenrohr um das fertig geformte und geschweißte
Innenrohr 5 in einer Vielzahl von Spiralgängen 9 eingeformt. Unmittelbar im Anschluß
daran werden die einander zugekehrten Kanten benachbarter Windungen 9, 10 der Spirale,
wie am Beispiel der Kante 11 in Fig. 1 dargestellt ist, mit der Außenoberfläche
der Spirale miteinander verschweißt. Auf diese Weise entsteht ein Rohrstrang, in
dem das längsnahtgeschweißte Rohr 5 mit einem spiralgeschweißten Außenrohr 13 umgeben
ist. Mit einer fliegend angeordneten, jedoch nicht dargestellten Trenneinrichtung
werden Förderrohre 14, 16, 17 in den jeweils benötigten Längen von dem Rohrstrang
abgeschnitten und das Zwischenprodukt gelagert, wenn das Innenrohr in einem nachfolgenden
und an sich bekannten Arbeitsgang gehärtet werden soll. Bestehen jedoch die Rohre
1, 2, 3, 4, 5 z.B. aus einem entsprechend harten Ausgangswerkstoff, z.B. aus CK
45 und/ür das Ausgangsmaterial für das Außenrohr 13 ein einfacher Stahl St 37.2
benutzt, dann bedürfen die Rohre 14, 15, 16, 17 keiner weiteren Bearbeitung zur
Erzielung der gewünschten Rohreigenschaften.
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Um das Einformen des Außenrohres 13 zu erreichen, wird das vom Wickel
7 abgezogene Ausgangsmaterial 8 zunächst auf einen Tisch 20 geführt, der dazu dient,
das Coilende und den abgeschnittenen ANfang des folgenden Wickels einzuklemmen und
miteinander zu verschweißen, so daß eine endlose Zuführung des Ausgangsmaterials
gewährleistet
ist. Vom Tisch 20 läuft das Ausgangsmaterial in
ein Richtwerk 21, in dem mit mehreren Unterrollen 22 und einigen Oberrollen 23 ein
ebenes Band produziert wird. Aus dem Richtwerk 21 läuft das Ausgangsmaterial in
einen Antrieb, d.h. ein Treibwerk 24 ein und das austretende Bandmaterial ist dann
gegebenenfalls an seinen Rändern schon besäumt und gelangt in eine Bandkantenanbiegevorrichtung
25, bevor es von den Formwerkzeugen 27 erfaßt wird, die radial um das Innenrohr
5 und das aus dem Material 8 gewonnene Außenrohr 26 angeordnet sind. Insgesamt sind
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sechs dieser Gleitwerkzeuge 27 in Einformrichtung
hintereinander angeordnet, wobei das Einformen nach unten erfolgt. Zur lagerung
der Einformwerkzeuge dient im übrigen ein Maschinenrahmen 29, der eingerichtet werden
kann. Auf dem Maschinenrahmen befindet sich auch die nicht dargestellte Schweißeinrichtung
sowie eine etwa vorgesehene Schutzgas- oder Pulvervorrichtung. Das fertig geschweißte
Außenrohr gelangt auf Abrofböcke 30, 31, 32, bevor es in die Förderrohre zerlegt
wird.