DE4307156A1 - Device for the production of thin-walled metal tubes - Google Patents

Device for the production of thin-walled metal tubes

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Abstract

A description is given of a device for the production of thin-walled metal tubes in which, first of all, a slotted tube is formed and then seam-welded, having a continuously operating withdrawal element which is arranged on the delivery side of the welding device and has clamping jaws that clamp the welded tube fixedly in terms of rotation, that can be adjusted with a controllable resilient contact pressure and are under spring pressure and which furthermore has guide rollers which are mounted on the said clamping jaws and roll along fixed guide rails. Provided in one of the guide rails (24) is a bending or measuring beam (28) which is formed by an elongate recess (26) on that surface of which that faces away from the clamping jaws (21) a force transducer (32, 32a) rests or a strain gauge is secured, these being connected in each case to an evaluation unit (34). The bending beam (28) is intended for the determination of the force exerted by the clamping jaws (21) on the tube (23). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen dünnwandiger Metallrohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for manufacturing thin-walled metal pipes according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 11 64 355 ist es bekannt, Metallbänder in aus Rollen, Walzen oder Formschablonen bestehenden Formeinrichtungen zu Schlitzrohren zu verformen und die Schlitzrohre längsnahtzuverschweißen. Im gleichen Arbeitsgang können die so hergestellten Glattrohre mittels einer Welleinrichtung zu Wellrohren verarbeitet werden.From DE-PS 11 64 355 it is known to metal strips in Existing rolls, rollers or molds To deform formers into slotted tubes and the To weld slot tubes lengthways. In the same operation can the smooth tubes thus produced by means of a Shaft device to be processed into corrugated pipes.

Das kontinuierlich gefertigte Glattrohr wird von einer Abzugseinrichtung abgezogen und der Welleinrichtung zugeführt. Das Eindrücken der Wellung in das Glattrohr erfolgt durch ein umlaufendes Wellwerkzeug, welches sich konzentrisch oder exentrisch um die Glattrohrachse herumbewegt. Durch den Wellvorgang wird auf das Glattrohr ein Drehmoment ausgeübt, das in dem Glattrohr Torsionsspannungen erzeugt, die zu einer Verwindung des Glattrohres führen. Um Fehler in der Schweißnaht zu vermeiden, ist es unbedingt erforderlich, daß diese Torsionsspannungen von dem Schweißpunkt ferngehalten werden. Bei der bekannten Abzugsvorrichtung wird das Glattrohr von Abzugsorganen gefaßt, die als geteilte, quer zu ihrer Umlaufrichtung bewegliche Spannbacken ausgestaltet sind, die auf Spannwagen geführt sind, die ihrerseits auf umlaufenden endlosen Ketten befestigt sind. Die beweglichen Spannbacken werden über feststehende Führungsschienen zueinander und auseinander geführt und umfassen das Rohr im geschlossenen Zustand so fest, daß eine Übertragung der im Glattrohr durch die Wellvorrichtung erzeugten Torsionsspannungen auf den Schweißpunkt nicht möglich ist.The continuously manufactured smooth tube is made by one Trigger device is withdrawn and fed to the shaft device. The corrugation is pressed into the smooth tube by a revolving corrugated tool, which concentric or moved eccentrically around the smooth tube axis. By the Wave process, a torque is exerted on the smooth tube, which generates torsional stresses in the smooth tube that lead to a Twist the smooth tube. To make mistakes in the To avoid weld seams, it is imperative that keep these torsional stresses away from the weld spot become. In the known trigger device, the smooth tube grasped by deduction organs, which as divided, across their Circumferential direction movable jaws are designed, the are guided on tension wagons, which in turn are on rotating endless chains are attached. The movable jaws are fixed to each other and via fixed guide rails apart and embrace the pipe in the closed  Condition so firm that transmission through in the smooth tube the corrugation device generated torsional stresses on the Spot weld is not possible.

Der von den Spannbacken des Abzuges auf das Glattrohr ausgeübte Anpreßdruck muß nun jeweils so bemessen sein, daß zwar das abzuziehende Glattrohr fest geführt und gegen Verdrehung gesichert ist, daß aber andererseits ein Eindrücken des Glattrohres durch den Anpreßdruck der geschlossenen Spannbacken verhindert wird. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Rohren mit einem großen Verhältnis Durchmesser/Wanddicke. Zur Anpassung des durch die geschlossenen Spannbacken auf das Glattrohr ausgeübten Anpreßdruckes sind die an den Führungsschienen entlangrollenden Schließrollen in den Spannbacken senkrecht zur Rohrachse einstellbar gelagert, indem die Rollen in ihrer zugeordneten Spannbacke auf je einem exentrischen Bolzen sitzen. Eine der Rolle federt dabei im geschlossenen Zustand der Spannbacken ein Tellerfederpaket ein. Die bekannte Vorrichtung hat sich im großen und ganzen bewährt. Dennoch läßt es sich im normalen Fertigungsablauf nicht ausschließen, daß die Spannbacken Formveränderungen am Glattrohr und damit auch am Wellrohr verursachen.The one from the jaws of the trigger on the smooth tube applied contact pressure must now be such that the smooth tube to be removed is firmly guided and against Twist is secured, but on the other hand an indentation the smooth tube by the contact pressure of the closed Jaws is prevented. This is a particular risk for pipes with a large diameter / wall thickness ratio. To adjust the through the closed jaws on the The smooth pressure exerted on the are the Closing rollers that roll along guide rails in the Clamping jaws adjustable vertically to the tube axis, by placing the rollers in their assigned jaws on one eccentric bolt sit. One of the roles springs in closed condition of the jaws a plate spring package a. The known device has by and large proven. Nevertheless, it can be used in the normal production process not rule out that the jaws shape changes on Cause smooth pipe and thus also on the corrugated pipe.

Es bestand von daher die Aufgabe, die bekannte Einrichtung dahingehend weiterzubilden, daß eine Möglichkeit geschaffen wird, die Spannkraft in den Spannzangenwagen und damit die Anpreßkraft an dem Glattrohr exakt zu messen, exakt und gleichmäßig einzustellen und während des Betriebes der Einrichtung überwachen zu können. Die Möglichkeit der Messung soll für alle Spannwagen der Abzugseinrichtung mit derselben Meßvorrichtung gegeben sein.It was therefore the task of the well-known facility to further develop that created an opportunity the clamping force in the collet carriage and thus the Measure the contact pressure on the smooth tube exactly, exactly and adjust evenly and during operation of the To be able to monitor the facility. The possibility of measurement for all tensioning carriages the fume cupboard with the same Measuring device be given.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst. Durch den an einer feststehenden Führungsschiene vorgesehenen Biegebalken ist eine Meßmöglichkeit für alle Spannbacken gegeben, denn alle Spannbacken werden während eines Umlaufes der Abzugsvorrichtung an dem Biegebalken entlanggeführt. Da die Spannbacken im geschlossenen Zustand, d. h. bei höchstem Anpreßdruck an dem Biegebalken vorbeigeführt werden, wird der Biegebalken etwas durchgebogen. Das Maß der Auslenkung ist der Anpreßkraft direkt proportional. Die Durchbiegung erzeugt je nach Größe eine mehr oder weniger starke Veränderung des Widerstandes des Dehnungsmeßstreifens bzw. der Anzeige des Kraftaufnehmers. Durch Versuchsreihen kann der optimale Anpreßdruck für jede Rohrdimension ermittelt und vor Fertigungsbeginn an jedem Spannwagen eingestellt werden.This task is at the beginning of a facility by the type mentioned in the characterizing part of claim 1 recorded characteristics solved. Due to the fixed The guide bar provided is a bending beam  Measurement possibility for all jaws given, because all Clamping jaws are removed during one rotation of the Trigger device guided along the bending beam. Since the Jaws in the closed state, d. H. at the highest Contact pressure on the bending beam are passed, the Bending beam slightly bent. The degree of deflection is Contact force directly proportional. The deflection creates each a greater or lesser change in size according to size Resistance of the strain gauge or the display of the Load cell. The optimal Contact pressure determined for each pipe dimension and before Start of production can be set on each tensioning carriage.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erfaßt.Further advantageous configurations are in the Subclaims recorded.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Fertigungsstraße 1 für z. B. koaxiale Hochfrequenzkabel. Von einer Vorratstrommel 3 wird der mit nicht näher bezeichneten Abstandshalterungen versehene Innenleiter 5, z. B. ein gewelltes Kupferrohr, abgezogen. Von einer Vorratsspule 7 wird ein Metallband 11, z. B. aus Kupfer, abgezogen, durch eine Reinigungsanlage 9 transportiert und einer Formvorrichtung 13 zugeführt, in welcher das Kupferband 11 zu einem zu dem Innenleiter 5 konzentrischen Rohr mit Längsschlitz geformt wird. Mittels einer Schweißvorrichtung 15, vorzugsweise einer WIG Schweißeinrichtung, wird der Längsschlitz verschweißt. In Durchlaufrichtung gesehen hinter der Schweißeinrichtung 15 ist eine Abzugsvorrichtung 17 angeordnet, die das verschweißte Rohr 23 und damit den Innenleiter 5 und das Kupferband 11 transportiert. Die Abzugsvorrichtung 17 besteht aus einer endlosen Kette 19, an welcher in bestimmten Abständen zueinander Spannzangen 21 montiert sind. Innerhalb des Abzugsgehäuses 31 sind Kettenräder 33 und 35 vorgesehen, um welche die endlose Kette 19 herumgeführt wird. Das Kettenrad 33 ist angetrieben und treibt die Spannkette 19 mit den darauf montierten Spannzangen 21 an, wogegen das Kettenrad 35 als Spannkettenrad dient. Fig. 1 shows a view of a production line 1 for z. B. coaxial radio frequency cables. From a storage drum 3 , the inner conductor 5 provided with unspecified spacers, e.g. B. a corrugated copper tube, deducted. From a supply reel 7, a metal strip is 11, z. B. of copper, stripped, transported through a cleaning system 9 and fed to a shaping device 13 in which the copper strip 11 is formed into a tube with a longitudinal slot concentric with the inner conductor 5 . The longitudinal slot is welded by means of a welding device 15 , preferably a TIG welding device. A pull-off device 17 , which transports the welded tube 23 and thus the inner conductor 5 and the copper strip 11 , is arranged behind the welding device 15 in the direction of flow. The trigger device 17 consists of an endless chain 19 , on which collets 21 are mounted at certain intervals from one another. Sprockets 33 and 35 are provided within the trigger housing 31 , around which the endless chain 19 is guided. The sprocket 33 is driven and drives the tension chain 19 with the collets 21 mounted thereon, whereas the sprocket 35 serves as a tension sprocket.

Hinter der Abzugsvorrichtung 17 ist eine Wellvorrichtung 25 angeordnet, welche in die Wandung des geschweißten Rohres 23 eine ring- oder schraubenförmige Wellung einformt. Über ein Tänzerrad 27 geregelt wird das so gefertigte Hochfrequenzkabel auf eine Kabeltrommel 29 aufgewickelt. In dem fertigen Hochfrequenzkabel bildet das Rohr 23, nachdem es mit einer Wellung versehen wurde, den Außenleiter.Arranged behind the extraction device 17 is a corrugating device 25 which forms an annular or helical corrugation in the wall of the welded tube 23 . Regulated via a dancer wheel 27 , the high-frequency cable thus produced is wound onto a cable drum 29 . In the finished high-frequency cable, the tube 23 , after being corrugated, forms the outer conductor.

Die Abzugsvorrichtung 17 ist Gegenstand des DBP 11 64 355, auf welches Bezug genommen wird.The trigger device 17 is the subject of DBP 11 64 355, to which reference is made.

Obwohl in dem DBP 11 64 355 für den Anpreßdruck der Spannzangen ein sogenannter Kraftausgleich vorgesehen ist, reicht diese Vorkehrung nicht aus, um Verformungen der Wandung des geschweißten Rohres 23 durch die Spannzangen 21 vollständig auszuschließen. Solche Verformungen sind gerade bei Hochfrequenzkabeln schädlich, da sie zu Reflexionsspitzen führen, die die Qualität verringern und den Anwendungsbereich solcher Hochfrequenzkabel einengen.Although a so-called force compensation is provided for the contact pressure of the collets in the DBP 11 64 355, this provision is not sufficient to completely exclude deformations of the wall of the welded tube 23 by the collets 21 . Such deformations are particularly harmful in the case of high-frequency cables, since they lead to reflection peaks which reduce the quality and narrow the field of application of such high-frequency cables.

Wie in der DBP 11 64 355 beschrieben, wird das geschweißte Rohr 23 von zwei Spannbacken 21 eng umschlossen. Die Spannbacken 21 weisen an ihrer dem Rohr 23 zugewandten Oberfläche eine dem Rohr 23 angepaßte Oberfläche auf (siehe Fig. 3). An der gegenüberliegenden Seite weist jede Spannbacke 21 eine Führungsrolle 22 auf, die an Führungsschienen 24 abrollen und die Spannbacken 21 zusammenführen. Die Führungsrollen 22 sind über einen nicht dargestellten Exzenter verstellbar. Eine der Führungsrollen 22 ist über ein nicht dargestelltes Tellerfederpaket vorgespannt. As described in DBP 11 64 355, the welded tube 23 is closely enclosed by two clamping jaws 21 . The clamping jaws 21 have on their surface the tube 23 facing the tube 23 is adapted a surface (see Fig. 3). On the opposite side, each clamping jaw 21 has a guide roller 22 , which roll on guide rails 24 and bring the clamping jaws 21 together. The guide rollers 22 are adjustable via an eccentric, not shown. One of the guide rollers 22 is preloaded via a disk spring assembly, not shown.

In eine der Führungsschienen 24 ist ein Langloch 26 eingearbeitet, so daß sich ein Biegebalken 28 bildet, der sich bei Belastung elastisch durchbiegt (siehe gestrichelte Linie). In dem Langloch 26, welches zu diesem Zweck eine Kammer 30 bildet, sitzt ein Kraftaufnehmer 32, dessen Stift 32a die der Rolle 22 abgekehrte Oberfläche des Biegebalkens 28 kontaktiert. Der Stift 32a wirkt in an sich bekannter Weise auf eine Membran ein, auf welcher ein Dehnungsmeßstreifen befestigt ist. Da solche Kraftaufnehmer bekannt sind, wird auf eine zeichnerische Darstellung verzichtet. Alternativ kann auch auf der Rückseite des Biegebalkens 28 direkt ein Dehnungsmeßstreifen aufgeklebt sein.In one of the guide rails 24 , an elongated hole 26 is machined so that a bending beam 28 is formed, which bends elastically under load (see dashed line). In the slot 26 , which forms a chamber 30 for this purpose, a force transducer 32 is seated, the pin 32 a of which contacts the surface of the bending beam 28 facing away from the roller 22 . The pin 32 a acts in a manner known per se on a membrane on which a strain gauge is attached. Since such force transducers are known, a graphic representation is dispensed with. Alternatively, a strain gauge can also be glued directly to the back of the bending beam 28 .

Beim Durchlaufen der Spannzangen 21 wird der Biegebalken 28 elastisch verformt und wirkt auf den Kraftaufnehmer 32 ein. Das Maß der Kraft kann über ein angeschlossenes Auswertegerät 34 ermittelt werden. Mit 36 ist ein Protokolldrucker bezeichnet, der die Daten während der Fertigung aufzeichnet. Die Breite des Biegebalkens 28 sollte in Abhängigkeit von der Höhe der Führungsschiene 24, den Werkstoffkenndaten, der Länge des Biegebalkens 28 sowie der Anpreßkraft so gewählt werden, daß eine Durchbiegung von maximal 0,05 mm auftritt. Bei diesem eingeschränkten Bereich kann davon ausgegangen werden, daß die durch das Tellerfederpaket aufgebrachte Anpreßkraft über den gesamten Bereich konstant ist.When the collets 21 pass through, the bending beam 28 is elastically deformed and acts on the force transducer 32 . The measure of the force can be determined via a connected evaluation device 34 . 36 is a log printer that records the data during production. The width of the bending beam 28 should be chosen depending on the height of the guide rail 24 , the material characteristics, the length of the bending beam 28 and the contact pressure so that a maximum deflection of 0.05 mm occurs. With this restricted area it can be assumed that the contact pressure exerted by the plate spring assembly is constant over the entire area.

Die Ermittlung der optimalen Daten erfolgt auf die nachstehend beschriebene Weise.The optimal data is determined on the following described way.

Für jede zu fertigende Rohrdimension (Wanddicke, Außendurchmesser, Werkstoff) wird die optimale Anpreßkraft empirisch ermittelt, d. h. es wird die Anpreßkraft ermittelt, bei welcher keine Verformung der Rohrwand erfolgt, gleichzeitig aber die Torsionskraft aufgehoben wird. Dieser Wert wird nacheinander für alle Spannbacken eingestellt, und zwar durch Veränderung der Vorspannung des Tellerfederpakets. For each pipe dimension to be manufactured (wall thickness, Outer diameter, material) becomes the optimal contact pressure determined empirically, d. H. the contact pressure is determined, where there is no deformation of the pipe wall, but at the same time the torsional force is released. This Value is set in succession for all jaws, and by changing the preload of the disc spring assembly.  

Soll nun ein bestimmter Rohrtyp gefertigt werden, so werden die spezifischen Werte eingestellt. Während der Fertigung wird die Anpreßkraft der einzelnen Spannzangen 21 ständig überwacht und protokolliert.If a specific pipe type is now to be manufactured, the specific values are set. During production, the contact pressure of the individual collets 21 is constantly monitored and logged.

Auf diese Weise gelingt es Rohre in stets gleicher Qualität zu fertigen.In this way, pipes are always of the same quality manufacture.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Herstellen dünnwandiger Metallrohre, vorzugsweise gewellter Metallrohre, in der zunächst ein Schlitzrohr geformt und dieses nahtgeschweißt wird mit einem hinter der Schweißeinrichtung angeordneten, kontinuierlich arbeitenden Abzugsorgan mit das geschweißte Rohr drehfest einspannenden sowie mit dosierbarer federnder Andrückkraft einstellbaren Spannbacken und an diesen gelagerten, an ortsfesten Führungsschienen entlangrollenden Führungsrollen, die in den Spannbacken senkrecht zur Rohrachse einstellbar gelagert sind, indem zumindest eine der Führungsrollen in der ihr zugeordneten Spannbacke auf einem exentrischen Bolzen und zumindest eine der Führungsrollen in ihrer Spannbacke auf einarmigen Schwingen sitzt, deren freie Enden unter einstellbaren Federdruck stehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch eine längliche Aussparung (26) in einer der Führungsschienen (24) gebildeter Biege­ bzw. Meßbalken (28) vorgesehen ist, an dessen den Spannbacken (21) abgekehrter Oberfläche ein Kraftaufnehmer (32, 32a) anliegt bzw. ein Dehnungsmeßstreifen befestigt ist, die jeweils mit einem Auswertegerät (34) verbunden sind. 1.Device for producing thin-walled metal pipes, preferably corrugated metal pipes, in which a slotted pipe is first formed and this is welded with a continuously working extraction element arranged behind the welding device with the jaws clamped in a rotationally fixed manner and adjustable with adjustable resilient pressing force and mounted on these, on fixed guide rails along rolling guide rollers, which are adjustably mounted in the clamping jaws perpendicular to the tube axis, in that at least one of the guide rollers in the clamping jaw assigned to them sits on an eccentric bolt and at least one of the guide rollers in its clamping jaw sits on single-arm rockers, the free ends of which are under adjustable spring pressure stand, characterized in that a bend or measuring bar ( 28 ) is provided, which is formed by an elongated recess ( 26 ) in one of the guide rails ( 24 ) and on which the clamping jaws ( 21 ) a force transducer ( 32 , 32 a) abuts the opposite surface or a strain gauge is attached, each of which is connected to an evaluation device ( 34 ). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung ein in Längsrichtung der Führungsschiene (24) verlaufender Schlitz (26) ist und daß der Kraftaufnehmer (32) an der Mitte des Schlitzes (26) an dem Biegebalken (28) anliegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the recess is a in the longitudinal direction of the guide rail ( 24 ) extending slot ( 26 ) and that the force transducer ( 32 ) bears against the center of the slot ( 26 ) on the bending beam ( 28 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftaufnehmer (32) in einer Ausnehmung (30) in dem Schlitz (26) gelagert ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the force transducer ( 32 ) is mounted in a recess ( 30 ) in the slot ( 26 ). 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Andrückkraft der Spannbacken (21) bewirkte Durchbiegung des Biegebalkens (28) höchstens 0,1 mm, vorzugsweise höchstens 0,05 mm insbesondere höchstens 0,02 mm beträgt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deflection of the bending beam ( 28 ) caused by the pressing force of the clamping jaws ( 21 ) is at most 0.1 mm, preferably at most 0.05 mm, in particular at most 0.02 mm . 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftaufnehmer (32) mit einem Auswertegerät (34) verbunden ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the force transducer ( 32 ) is connected to an evaluation device ( 34 ). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (34) mit einer Schnittstelle ausgerüstet ist, die die Meßdaten während der Fertigung an einem Protokolldrucker (36) ausgibt.6. Device according to claim 5, characterized in that the evaluation device ( 34 ) is equipped with an interface which outputs the measurement data during manufacture to a log printer ( 36 ).
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