DE51069C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisen- und Stahlrohren mit schraubenlinienförmiger Schweifsnaht - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

'PATENTAMT.

Auf beiliegender Zeichnung ist:

Fig. ι ein verticaler Längsschnitt der neuen Maschine,

Fig. 2 ein Grundrifs,

Fig. 3 eine Hinteransicht (Eintrittsseite) und

Fig. 4 eine Vorderansicht (Austrittsseite) derselben,

Fig. 5 eine innere Ansicht der unteren Hälfte des Walzkörpers,

Fig. 6 eine Endansicht davon, von rechts gesehen,

Fig. 7 der _sWalzdorn,

Fig. 8 das vordere Ende desselben im Schnitt und in gröfserem Maisstabe gezeichnet.

Fig. 9 und 10 sind Längs- und Seitenansicht der zweitheiligen, einsetzbaren Nufs,

Fig. 11, 12 und 13 bezw. Frontansicht, Seitenansicht und Grundrifs des am Austrittsende angebrachten Leit- und Druckrollenapparates.

Fig. 14 ist eine äufsere Ansicht der Maschine mit specieller Berücksichtigung der Blecheinführung,

Fig. 15 ein Querschnitt davon, und zwar an der Stelle der Einführung.

Fig. 16 zeigt die allmälige Umgestaltung des Blechstreifens zu einem schraubenförmig geschweifsten Rohre.

Das neue Verfahren zur Herstellung von Röhren mit schraubenförmiger Schweifsnaht, sei es als ganz fertiges Product, das einer Nachschweifsung oder sonstiger Nacharbeit nicht mehr bedarf, oder sej es als Halbfabrikat, d. i. Herstellung eines Rohres aus schraubenförmig gewalzten bezw. gewundenen Blechstreifen oder Flacheisen mit vorbereiteter Naht, welche in besonderen gewöhnlichen Längswalzwerken über dem' Dorn fertig und dicht geschweifst wird, besteht nun darin, dafs ein zur hellen Weifsglühhitze erhitzter Blech- oder Flacheisenstreifen von entsprechendem Querschnitt — schiefwinkliges Profil oder auch ein solches mit einer-Verstärkung in der Mitte und mit parallel zu einander abgeschrägten Seitenkanten werden wegen Erzielung eines Seitendruckes und des Uebereinanderlappens beim Schweifsen vorgezogen — in einen Hohlkonus mit schraubenförmig eingeschnittener innerer Nuth eingeführt. Diese Nuth steigt anfangs an der Eingangsoder Basisseite des Konus steil an; die Steigung wird gegen die Spitze oder Austrittsseite hin schwächer und entspricht schliefslich dem durch dichtes Aneinanderlegen des Streifens sich ergebenden Neigungswinkel, d. h. das Gewinde im Hohlkonus verschwindet in der Spitze desselben.

Der Eisen- oder Stahlstreifen wird gezwungen, der im Hohlkonus eingeschnittenen Nuth zu folgen, indem in letzteren ein konischer Walzdorn eingepafat ist, der mit schraubenförmiger Riffelung versehen ist, und zwar von gleicher Steigung wie die Leitnuth im Hohlkonus. Dieser Walzdorn wird mit sehr grofser Geschwindigkeit im Konus umgedreht, und dabei wird der Blechstreifen mittelst Druckrollen gegen den Walzdorn angedrückt.

Das aufserhalb des Walzkonus liegende Ende des Walzdornes ■ ist cylindrisch, entsprechend

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dem inneren Durchmesser, den das zu fertigende Rohr erhalten soll. Auf dieses Stück bezw. auf das darum gewickelte Blech wirkt ein Schrägwalzwerk mit sehr starkem Druck ein, wodurch die Schweifsung der mit ihren Längskanten dicht an einander stofsenden Streifen erfolgt.

Das Schrägwalzwerk mufs mit solcher Geschwindigkeit arbeiten, dafs der durch dasselbe erzeugte lineare oder axiale Vorschub höchstens dem durch den konischen Walzdorn im Walzkonus verursachten linearen Vorschub in der Querrichtung des Blechstreifens, d. h. des'Rohres am Austritt der Walzvorrichtung entspricht. Zu gröfserer Sicherheit der Schweifsung darf das Schrä'gwalzwerk, um eine gewisse Stauchung zu veranlassen, eher etwas langsamer gehen; dasselbe darf dagegen niemals gröfseren linearen Vorschub hervorrufen.

Nach dem beschriebenen Verfahren können Röhren von beliebigem Querschnitt durch Einsetzen verschiedener Walzdorne und entsprechender Erweiterung oder Reducirung des Austrittstheiles des Hohlkonus und auch solche von beliebiger Länge hergestellt werden, indem zu letzterem Zwecke jeweils das Ende eines Blechstreifens durch das Verfahren selbst an das Ende des vorhergegangenen Streifens angeschweifst wird, sobald nämlich darauf geachtet wird, dafs der folgende Streifen sich unmittelbar an den vorhergegangenen anschliefst.

Die zur Ausführung des Verfahrens benutzte Vorrichtung besteht aus einem feststehenden, aus zwei Hälften gebildeten Walztrichter A, welcher in der Mitte konisch ausgebohrt ist. In die dadurch gebildete konische Fläche ist eine schraubenförmig ansteigende Nuth B von rechteckigem Querschnitt eingeschnitten (Fig. ι und 5). Nahe am rechten oder Eintrittsende, der Basis des Konus, geht die Nuth tangential in gerader, etwas schräger Richtung durch den Körper A hindurch und mündet an dessen Umfang (Fig. 14 und 15) oder bildet den Eintritt in das Innere des Körpers A.

Die Steigung des Schraubenganges B, welche' zuerst eine sehr steile ist, nimmt nach der Spitze zu ab, und zwar, wie schon oben gesagt worden ist, bis zu dem Grade, dafs am Austrittsende des Körpers A bezw. der hier einsetzbaren , unten noch näher erwähnten Nufs T dieselbe eben der durch dichtes Aneinanderlegen oder Aufwinden des Bandeisens oder Blechstreifens entstehenden Steigung entspricht. Die Schraubennuth verliert sich also am Ende des Konus.

Im vorderen Theile des Walztrichters ist die Nufs T extra eingesetzt (Fig. 5, 9 und 10); sie ist aus Stahl angefertigt, mit Lappen links und rechts versehen, um gegen Drehung geschützt zu sein; sie ist auswechselbar und, wie der Walzkörper A selbst, zweitheilig.

In den konischen Hohlraum im Körper A pafst ein konischer Walzdorn C, Fig. 1 und 7.

Dieser Walzdorn ist das treibende oder schiebende Element der neuen Vorrichtung. Er ist mit einer schraubenförmigen Riffelung versehen und von gleicher Steigung wie die Nuth B im.Walzkonus; an seiner rechten oder dicken Seite steht er in Verbindung mit einer Achse D, welche in Lagern E liegt und an geeigneter Stelle mit einer Riemscheibe oder einem Zahnrad (in der Zeichnung nicht dargestellt) versehen ist, um von irgend einem Motor oder einer Transmission aus in sehr schnelle Umdrehung versetzt werden zu können.

Der vordere Theil C¹ des Walzdornes C, der gröfserem Verschleifs und gröfserer Erhitzung ausgesetzt ist, weil er dünner ist und das sich umwickelnde Band auf ihn dichter , zu liegen kommt, wird besonders angesetzt (Fig. i, .7 und 8). Namentlich aber geschieht dies auch deshalb, um den verschiedenen Rohrdurchmessern entsprechenden auswechselbaren Nüssen T correspondirende Walzdorne bezw. Walzdornenden anpassen zu können, ohne gänzlichen Austausch des Walzdornes nöthig zu haben.

Aufserhalb des Walzkörpers . A geht der Walzdorn in einen glatten, cylindrischen Kern F über, dessen Ende etwas konisch ausläuft. Der Kern F ist — für weitere Röhren — mittelst Kugelgelenkes am Walzdorn C¹ befestigt, so dafs er sich etwas nach jeder Richtung hin bewegen kann, wie aus Fig. 8 zu erkennen ist.

Vor dem Walzkörper A (in der Zeichnung links) steht mit demselben ein Schrägwalzwerk G G¹ in Verbindung, dessen Walzen dicht auf den Kern F bezw. auf das um ihn liegende Rohr aufgedrückt werden. Die Wellen HH¹ der Walzen G G¹ sind in Lagern JJ und Z¹ J¹ gelagert und erhalten ihren Antrieb in gleicher Drehungsrichtung von geeigneter Transmission aus. Die Walzen G und G¹ sind verstellbar, um für sämmtliche Rohrdurchmesser passend angeordnet werden zu können.

Um eine Seitenverschiebung des beweglichen . oder fest mit C verbundenen cylindrischen Walzdornendes zu verhüten, sind am linken Kopfe des Walzkörpers A ferner Druckrollenvorrichtungen links und rechts angebracht (Fig. 2, 4 und 11, 12 und 13), bestehend aus am Kopfende des unteren Theiles von A festgeschraubten Lagerstücken L und L¹, an und in welchen die Druckrollenbügel M und Ai¹ so geführt sind, dafs mittelst Schrauben- oder Federdruckes die von ihnen gehaltenen Druckrollen N und Ν^Ί gegen das um den Walzdorn F gewickelte .Rohr angeprefst werden können. ^:

Die Wirkungsweise der . beschriebenen Maschine ist nun folgende:

Der im Walzkörper A richtig montirte Walz-

dorn C wird, nachdem das Schrägwalzwerk G G¹ und die Druckrollen NN¹ dem glatten, cylindrischen Walzdornende F gegenüber richtig eingestellt sind, in sehr schnelle Rotation versetzt, und nun wird das weifsglühende Flacheisen am Eintrittsende in die Schraubennuth B, Fig. 15, zwischen den Walzdorn C und den konischen Hohlraum in A eingeführt.

Behufs bequemer Einführung sind die Leitrollen O und O¹ hier in geeigneter Weise angeordnet. Sobald das Eisen mit dem geriffelten rotirenden Walzdorn C in Berührung kommt, erfafst er dasselbe und zieht es mit voran in den Apparat hinein. Um den »Griff« zu fördern und den Contact zwischen dem Walzdorn und dem Eisen zu erhalten, ist unmittelbar nach dem Eintritt bezw. über der ersten Berührungsstelle des Eisens und dem Walzdorn eine Druckrolle P angeordnet, wie aus den Fig. i, 2, 3, 14 und 15 am besten zu ersehen, und solche Druckrollen P¹ P² P³ ... sind rings um den Walzdorn herum im Walzkörper A an geeigneten Stellen und in geeigneter Weise angeordnet in in den Walzkörper A eingegossenen Schächten Q, Fig. 1, 2,^5 und 14.

Sie sind an Stangen oder Spindeln R in Bügeln S so geführt, dafs sie mittelst Federdruckes oder auf sonstige Weise, z. B. Excenter, wie in Fig. 2 angedeutet, über dem in der Nuth B sich fortbewegenden Eisenstreifen richtig eingestellt werden können.

Die Druckrollen sind mit einem Riffelhieb versehen, stehen etwas in die Gleitleere B hinein, um den stetig auf dem Blechstreifen sich bildenden »Walzbast« (Hammerschlag) abzustreichen und durch die unteren Schächte Q wegzuleiten und so die Maschine vor Verstopfungen zu bewahren.

Auf diese Weise wird das weifsglühende Eisen in die in Fig. 16 dargestellte Form gebracht und erscheint am Austritt aus dem Walzkörper A als ein schraubenförmig aufgerolltes, geschlossenes Rohr mit dicht an oder auf einander liegender Naht, welche jetzt nur noch des nöthigen Druckes bedarf, um zusammengeschweifst zu werden.

Diese Operation besorgen die Druckrollen NN¹ und das Schrägwalzwerk G G¹ in beschriebener Weise ganz fertig, oder man begnügt sich mit einem »Halbfabrikat«, mit einem Rohr, das auf einem gewöhnlichen Langwalzwerke über dem Dorn dicht geschweifst wird. Bei sofortiger Erstrebung fertig geschweifster Rohre wird eine Vorrichtung angebracht, durch welche stetig und selbstthätig irgend eines der bekannten Schweifsmittel, Schweifspulver auf die Schweifsstelle rieselt.

Um von vornherein bei den oben beschriebenen Verfahren die Vorbedingung für eine gute Schweifsung zu geben, kann das zu verwendende Flacheisen nach Fig. 19 profilirt werden. Hiernach wird dasselbe einerseits mit einem Rundstab α und andererseits mit einer entsprechenden Hohlkehle b versehen, so däfs beim Walzen, wenn das Eisen an die Stelle im Walzkörper kommt, wo das Leitgewinde in einander läuft, die Kanten sich über einander und dabei der Rundstab in die Hohlkehle legen können. Fig. 20 zeigt das Rohr im Längsschnitt.

Damit diese Bedingung auch thatsächlich erfüllt werde, wird an der betreffenden Stelle des Walzkörpers ein Bolzen oder eine Art Bremsklotz c angebracht (Fig. 21), welcher von einem Arbeiter beim ersten Passiren des Flacheisens an dieser Stelle niedergedrückt wird, um so den Vorschub des Eisens zu bremsen bezw. etwas zu verlangsamen, damit das nachfolgende Material wirklich auf das vorhergegangene steigt. Wenn diese Wirkung eingeleitet ist, kann der Bremsklotz event, selbstthätig niedergedrückt werden durch Feder- oder Gewichtsbelastung und so 'bremsend fortwirken, dafs die eingeleitete Einhakung der Streifenkanten fortwährend stattfindet. Es bedarf das so vorbereitete Rohr dann nur noch des Druckes durch das Schrägwalzwerk, um eine absolut sichere und gute Schweifsung zu erhalten.

Um ferner die Einführung des Flacheisens in die Walzmaschine besser und so zu bewirken, dafs die EinfUhrungsrollen O und O¹ positiv thätig sind, auf das in der Maschine befindliche Eisen schiebend wirken, wird die eine Rolle O mit einem Getriebe d verbunden, das mit einem Zahnrad e auf der Welle des Walzdornes im Eingriff steht, wie Fig. 21 und 22 erkennen lassen. ,

Claims (1)

1. Patent-AnSPröche:

   i. Ein Verfahren zur Herstellung schraubenförmig gewundener, geschweifster Röhren, dadurch gekennzeichnet, dafs ein weifsglühender Stab von geeignetem Profil von einem schnell rotirenden konischen Walzdorn mit cylindrischem Ende, der mit schraubenförmiger Riffelung versehen ist, deren Steigung nach der Spitze zu abnimmt, in einen um den Walzdorn gelegten- Kanal bezw. in eine in die Umhüllungsfläche des Walzdornes geschnittene schraubenförmige Nuth, von gleicher Steigung wie die Riffelung des Walzdornes, hineingezogen wird unter Assistenz von rings um den Walzdorn vertheilten Leit- und Druckrollen und so . allmälig und dann zu einem geschlossenen Rohr gewunden wird, wenn die Steigung der Riffelung und der Nuth gleich der Breite des Stabes ist, wobei eine Stauchvorrichtung den axialen Fortschritt des Rohres hemmt und die Naht zusammenprefst, deren Schweifsung nun durch ein

   mit dem Apparat in Verbindung stehendes Walz- und Druckwerk bewirkt wird.
   2. Die zu diesem Verfahren erforderliche Maschine, gekennzeichnet durch die Combination von:

   a) einem aus zwei Hälften bestehenden Walzkörper A, der im vorderen Ende desselben eingesetzten zweitheiligen, auswechselbaren Nufs T, der in die centrale, konische Bohrung von Walzkörper und Nufs eingeschnittenen schraubenförmigen Nuth B mit nach der Spitze zu abnehmender Steigung zur Aufnahme des Rohwerkstückes;

   b) einem in den Hohlkegel passenden, darin rasch rotirenden Walzdorn C mit der Steigung der Nuth B entsprechender schraubenförmiger Riffelung, dem auswechselbaren Endstück C¹ mit fester oder beweglicher cylindrischer Spitze .F zur Formung des Rohres in der Maschine;

   c) einer mit oder ohne Antrieb versehenen Einführungsvorrichtung O O\ den in die Schächte Q eingesetzten Druck- und Führungsrollen P, dem Bremsoder Stauchbolzen c behufs Führung des Werkstückes in der Maschine.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.