DE3601287C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gegeneinander­ halten von zu verschweißenden Band- und Rohrkanten beim Schweißen von Spiralnahtrohren.

Aus dem SU-Erfinderschein 1 13 478 ist es bekannt, beim Spiral­ nahtrohrschweißen die zu verschweißenden Band- oder Rohrkanten mittels Rollen gegeneinanderzuhalten, die an der Innen- und Außenseite des Rohres angeordnet werden. Zur Funktion dieser Rollen gehört aber nicht der Antrieb der Bandbewegung bei der Bil­ dung und beim Schweißen des Bandes. Vielmehr müssen die Rollen zusammen mit einer separaten Antriebseinrichtung - einer Zu­ bringmaschine - verwendet werden.

Bei dieser bekannten Technik werden die Band- und Rohrkanten mit geringerer Genauigkeit gegeneinandergehalten, was auch die Schweißgüte beeinträchtigt.

Eine bedeutend höhere Genauigkeit der gegenseitigen Lage der Band- und Rohrkanten erreicht eine aus der DE-PS 21 54 438 bekannte Vorrichtung zum Halten von Band- und Rohrkanten beim Schweißen von Spiralnahtrohren, in der die Kanten mit Hilfe von Walzen fixiert werden, die gleichzeitig auch den Antrieb bewirken. Da im Betrieb einer solchen Vorrichtung jedoch Än­ derungen des Rohrdurchmessers auftreten können, wenn das Band anfänglich nicht geradlinig sondern säbelig ist, ist eine gesteuerte Verschiebung der Band- und Rohrkanten beim Schwei­ ßen vorgesehen, die durch eine Versetzung der Walzen zum Halten des Bandes im Bereich des Bandeinlaufs relativ zu den Walzen zum Halten der Rohrwand erreicht wird.

Zum Antreiben der Walzen dienen zwei Antriebswellen, deren eine an der Außenseite und deren andere an der Innenseite des Rohres liegt, wobei die Lagerung dieser Wellen ihre gegenseitige Annäherung ermöglicht. Auf jeder Welle sitzen zwei Walzen, deren eine das Band im Einlaufbereich hält und deren andere die Rohrwand fixiert. Eine Walze jeder Welle, z. B. die Walze zum Halten der Rohrwand, ist mit der Welle fest verbunden, während die andere, z. B. die zum Halten des Bandes, drehbar auf einer Exzenterhülse sitzt und mittels einer Kupplung mit der auf der Welle fest sitzenden Walze verbunden ist. Beim Drehen der Wellen und der Walzen während der Rohrformung und beim Schweißen des Rohres bleiben die Exzenterhülsen auf jeder Welle unbeweglich oder werden von einem separaten Getriebe synchron gedreht, falls eine zu be­ seitigende Durchmesseränderung eingetreten ist. Diese Syn­ chrondrehung der Hülsen führt zur gemeinsamen Verschiebung der das Band haltenden Walzen in bezug auf die Walzen zum Halten des Rohres und zur entsprechenden Änderung des Rohr­ durchmessers.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung sind die zwei ungeteilten Tragwellen und daran angeordneten komplizierten Vorrichtungen mit Antriebskupplungen zur Verschiebung der Walzen, wobei bei höheren Belastungen die Durchmesser von Wellen und Walzen ver­ größert werden und dadurch die Möglichkeit begrenzt wird, Rohre mit kleineren Durchmessern und größeren Wanddicken her­ zustellen.

Die Bedienung der Vorrichtung ist schwierig und zum Wechsel der schnell verschleißenden Walzen müssen die komplizierten Vorrichtungen vollständig auseinandergenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gegeneinanderhalten von zu verschweißenden Band- und Rohrkan­ ten beim Schweißen von Spiralnahtrohren zu schaffen, bei der eine hohe Genauigkeit der Kantenfixierung gewährleistet ist.

Dazu soll die bekannte Vorrichtung zum Spiralnahtrohrschwei­ ßen, bei deren Aufbau die Funktion des Bandantriebs während der Bandformierung und die synchrone Nachregelung des Rohrdurch­ messers gegeben ist, dahingehend verbessert werden, daß der Aufbau der Vorrichtung bei geringen Abmessungen einfacher und ein unkompliziertes Wechseln der Walzen möglich wird.

Die Vorrichtung soll einfach zu bedienen sein und auch die bisher nicht mögliche Herstellung von Spiralnahtrohren mit kleinen Durchmessern und großen Wandstärken erlauben.

Somit wird ausgegangen von einer Vorrichtung zum Gegeneinan­ derhalten von zu verschweißenden Band- und Rohrkanten beim Spiralnahtrohrschweißen mit einem Paar auf Wellen sitzender Außenwalzen und einem Paar auf Wellen sitzender Innenwalzen, wobei die Walzen jedes Paares kinematisch miteinander verbun­ den sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß

• - jede Walze mehrteilig ausgeführt ist und auf einer einzelnen Welle sitzt, welche in zwischen den einzelnen Teilen der je­ weiligen Walze angeordneten Lagerbaugruppen gelagert ist;
• - die Lagerbaugruppen einer der Walzen, z. B. die Lagerbaugrup­ pen der Innenwalze, auf der Seite des Rohres starr befestigt sind;
• - die Lagerbaugruppen der anderen zum Paar gehörenden Walze, z. B. der Innenwalze, auf der Seite des Bandeinlaufs in Radial­ richtung gesteuert verschieblich sind;
• - die Lagerbaugruppen der beiden an der anderen Wandseite des Bandes bzw. des Rohres liegenden Walzen, z. B. der Außen­ walzen, abgefederte Stützen aufweisen, welche den Lagerbau­ gruppen jeder dieser Walzen unabhängig und von denen der anderen Walze eine translatorische Bewegung in Richtung der Andrück­ kraft ihrer Walze und eine selbsttätige Winkeleinstellung ermöglichen und sie in axialer Richtung starr halten.

Die mehrteilige Ausführung der Walzen mit Lagerbaugruppen zwischen den Walzenteilen sowie die Anordnung der Walzen an einzelnen Wellen und der vorgeschlagene Aufbau der Stützen und Vorrichtungen zur Befestigung und Verschiebung der Lager­ baugruppen der Walzen geben die Möglichkeit, die Vorrichtung kompakt zu bauen, ihren Aufbau zu vereinfachen und steifer zu machen, ihre Bedienung zu erleichtern, ihre Anwendungs­ möglichkeiten zu erweitern und die Qualität der Rohre zu erhöhen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben, welche auf eine weitere Vereinfachung des Aufbaus und eine bequeme Einstellung der Radialverschie­ bung der Walzenachse abzielen.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnungen weiter erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Gegeneinanderhalten der zu schwei­ ßenden Band- und Rohrkanten beim Schweißen von Spiralnaht­ rohren im oberen Teil als Ansicht rechtwinklig zur Axialrich­ tung und im unteren Teil als Längsschnitt;

Fig. 2 die Lagerung der das bereits geformte Rohr haltenden Walzen im Querschnitt;

Fig. 3 die Lagerung der das einlaufende Band haltenden Walzen im Querschnitt.

Bei Betrachtung der Figuren ist zu berücksichtigen, daß die Ansichten und Schnitte der Außen- und Innenwalzen in der Zeichnungsebene nur ungefähr dargestellt sind, da die Achsen dieser Walzen nicht in einer Ebene liegen, d. h. nicht parallel sind.

Die Vorrichtung zum Gegeneinanderhalten der zu schweißenden Band- und Rohrkanten beim Schweißen von Spiralnahtrohren be­ steht im wesentlichen aus vier Walzen 1, 2, 3, 4, nämlich einem Paar von Außenwalzen 1, 2 und einem Paar von Innenwal­ zen 3, 4. Jede Walze 1, 2, 3, 4 besteht ihrerseits aus mehre­ ren Teilen, nämlich nach Fig. 1 aus drei Teilen.

Die Außenwalze 1 führt das einlaufende Band 5 außenseitig; die Außenwalze 2 fixiert das Rohr 6 außenseitig; die Innen­ walze 3 leitet das einlaufende Band innenseitig und die Innen­ walze 4 wirkt bei der Fixierung des Rohres 6 innenseitig mit der Außenwalze 2 zusammen.

Jede Walze 1, 2, 3 und 4 sitzt auf einer einzelnen Welle 7, 8, 9 bzw. 10. Diese sind in Lagerbaugruppen 11, 12, 13 bzw. 14 gelagert, die so zwischen die Teile der Walzen 1, 2, 3, 4 greifen, daß jede Walze zweifach gelagert ist.

Die Lagerbaugruppe 14 (Fig. 2) der Welle 10 mit der beim Fixieren des Rohres 6 mitwirkenden Walze 4 besteht aus zwei unbeweglich am Gestell 16 befestigten Wangen 15. Somit sind auch die Welle 10 und die Walze 4 in bezug auf das Gestell 16 unbeweglich.

Die Lagerbaugruppe 13 (Fig. 3) der Welle 9 der Innenwalze 3 hat ebenfalls zwei Wangen 17, die um eine Achse 18 schwenk­ bar sind, welche in Stützen 19 des Gestells 16 befestigt ist. An der anderen Seite wirkt die Wange 17 mit einem Exzenter 20 einer Exzenterwelle 21 zusammen, die in Stützen 22 des Ge­ stells 16 gelagert ist.

Die Lagerbaugruppe 11 der Welle 7 der das Band 5 führenden Außenwalze 1 und die Lagerbaugruppe 12 der Welle 8 der das Rohr 6 fixierenden Außenwalze 2 bestehen aus je zwei Wangen 23, 24. Jede Lagerbaugruppe stützt sich auf einer Seite auf eine Kugel­ stütze 25, 26 und auf der anderen Seite auf eine Gewindestütze 27, 28. Zu den letzteren gehört jeweils eine Führung 29, 30, welche translatorische Verschiebungen der Wangen 23 bzw. 24 längs der Achsen der Walzen 1 und 2 sowie eine Winkelschwen­ kung der Wangen 23, 24 in den Ebenen verhindert, die durch die Achsen der Walzen 1, 2 und durch die Mittelpunkte ihrer Kugelstützen 25 bzw. 26 verlaufen.

Angetrieben werden die Wellen 7, 9 und somit die einlaufsei­ tigen Walzen 1, 3. Zur Drehmitnahme der rohrseitigen Walzen, also der Außenwalze 2 und der Innenwalze 4, die das Rohr 6 fixieren, sind diese mit den das Band 5 leitenden Walzen 1 und 3 mittels Kupplungen 31, 32 verbunden.

Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung zum Gegeneinander­ halten der Band- und Rohrkanten beim Schweißen von Spiral­ nahtrohren verläuft wie folgt:

Der Vorschubantrieb des Bandes 5 treibt die Außenwalze 1 und die Innenwalze 3, zwischen denen das Band 5 mittels der abge­ federten Gewindestütze 27 eingeklemmt ist. Über die Kupplun­ gen 31, 32 werden auch die Außenwalze 2 und die Innenwalze 4 angetrieben, zwischen welchen mittels der abgefederten Ge­ windestützen 28 der Anfang des Rohres 6 fixiert ist.

Wenn sich beim Formen und beim Schweißen des Rohres 6 dessen Durchmesser infolge einer Säbeligkeit des Bandes 5 ändert, korrigiert man den Rohrdurchmesser durch gemeinsame Verschie­ bung der das Band 5 leitenden Walzen 1 und 3 in bezug auf die rohrseitigen Walzen 2 und 4, die das Rohr 6 fixieren. Diese Verschiebung erfolgt durch Drehung der Exzenterwelle 21. Deren Exzenter 20 verschwenken die Wangen 17, in denen die Welle 9 gelagert ist, um die ortsfeste Schwenkachse 18, so daß die Walze 3 sich hebt bzw. senkt. Die mit ihr zusammen­ wirkende Walze 1 folgt dieser Bewegung unter der Wirkung der abgefederten Gewindestützen 27.

Wenn die Innenwalze 3, z. B. infolge ungenügender Steifigkeit des Gestells 16, schräg läuft, ermöglicht die Kugelstütze 25 eine selbsttätige Winkeleinstellung der Außenwalze 1. Die Verschiebung der Wange 23 in anderen Richtungen verhindert die Führungsstange 29. Die Wange 23 hat somit auch einen rotatorischen Freiheitsgrad um die Achse, die durch den Kugel­ kopf der Kugelstütze 25 und die Stelle verläuft, wo das an­ dere Ende der Wange 23 mit der Führung 29 zusammenwirkt. Dies ermöglicht eine längs der Kontaktlinie der Walze 1 mit dem einlaufenden Band 5 gleichmäßige Kraftbeaufschlagung.

Die Wange 24 der das Rohr 6 fixierenden Außenwalze 2 ist von der abgefederten Gewindestütze 28 in gleicher Weise kraft­ beaufschlagt und hat durch die Lagerung auf der Kugelstütze 26 und an der Führung 30 die gleichen Freiheitsgrade. Im Falle einer Änderung der Lage der die Rohrwand leitenden Innenwalze 4 sowie bei einer Änderung der Wanddicke des Bandes 5 und des Rohres 6 kann die Außenwalze 2 ihre Lage also entsprechend anpassen.

Die mehrteilige Ausführung der das einlaufende Band führen­ den und das Rohr fixierenden Walzen und ihre Anordnung auf einzelnen Wellen, die Anordnung der Lagerstützen zwischen den Teilen der Walzen und die beschriebene Befestigung der Wangen, in denen die Walzenwellen gelagert sind, ermöglichen es also, eine einfache, kompakte und steife Vorrichtung aufzubauen, die leicht bedient werden kann. Mit dieser Vorrichtung können Rohre mit kleineren Durchmessern und größeren Wanddicken ge­ formt und geschweißt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Gegeneinanderhalten von zu verschweißenden Band- und Rohrkanten beim Spiral­ nahtrohrschweißen
mit einem Paar auf Wellen (7, 8) sitzender Außen­ walzen (1, 2) und einem Paar auf Wellen (9, 10) sitzender Innenwalzen (3, 4),
wobei die Walzen jedes Paares kinematisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jede Walze (1, 2, 3, 4) mehrteilig ausgeführt ist und auf einer einzelnen Welle (7, 8, 9, 10) sitzt, welche in zwischen den einzelnen Teilen der je­ weiligen Walze (1, 2, 3, 4) angeordneten Lagerbau­ gruppen (11, 12, 13, 14) gelagert ist;
• - die Lagerbaugruppen (11, 12, 13, 14) einer der Walzen (1, 2, 3, 4), z. B. die Lagerbaugruppen (14) der Innenwalze (4), auf der Seite des Rohres (6) starr befestigt sind;
• - die Lagerbaugruppen (12, 11, 14, 13) der anderen zum Paar gehörenden Walze (2, 1, 4, 3), z. B. der Innenwalze (3), auf der Seite des Bandeinlaufs in Radialrichtung gesteuert verschieblich sind;
• - die Lagerbaugruppen (13, 14, 11, 12) der beiden auf der anderen Wandseite des Bandes (5) bzw. des Rohres (6) liegenden Walzen (3, 4, 1, 2), z. B. der Außenwalzen (1, 2), abgefederte Stützen (27, 28) aufweisen, welche den Lagerbaugruppen jeder dieser Walzen unabhängig von denen der anderen Walze eine translatorische Bewegung in Richtung der Andrückkraft ihrer Walze und eine selbsttätige Winkeleinstellung ermöglichen und sie in axialer Richtung starr halten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbaugruppen (13) der in Radialrichtung gesteuert verschieblichen Walze (3) in einer Wange (17) eingebaut sind, welche als Hebel ausgebildet ist, dessen eines Ende um eine feste Drehachse (18) schwenkbar ist und dessen anderes Ende mit dem Exzenter (20) einer Exzenterwelle (21) derart zusammenwirkt, daß eine Drehung der Exzenterwelle die Wange (17) und mit ihr die Welle (9) der Walze (3) annähernd in Radialrichtung verschiebt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbaugruppen (11, 12) jeder der beiden auf der anderen Wandseite des Bandes (5) bzw. des Rohres (6) liegenden Walzen (1, 2) in einer Wange (23, 24) eingebaut sind und jede Wange (23, 24) eine Kugelstütze (25, 26) und zwei abgefederte Gewindestützen (27, 28) sowie eine Führung (29, 30) aufweist, welche die Axial­ verschiebung und eine Winkelbewegung der Wangen (23, 24) in den Ebenen verhindert, die durch die Achsen der Walzen (1, 2) und durch die Mittelpunkte der Kugelstützen (25, 26) verlaufen.