DE9007411U1 - Device for producing a longitudinally welded metal pipe - Google Patents
Device for producing a longitudinally welded metal pipeInfo
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Description
KM-kabelmetal AG 18. April 1991KM-kabelmetal AG 18 April 1991
Osnabrück KM 90 G 319 DEOsnabrück KM 90 G 319 DE
Vorrichtung zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten MetallrohrsDevice for producing a longitudinally welded metal pipe
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten Metallrohrs, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, welche mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Umformstufen aufweist, wobei mindestens in der letzten Umformstufe eine kegelförmige Matrize mit einem zylindrischen Auslaufende vorgesehen ist, mit der das Metallband zu einem kreisförmigen Schlitzrohr umformbar ist.The invention relates to a device for producing a longitudinally welded metal tube, in particular made of copper or a copper alloy, which has several forming stages arranged one behind the other in series, wherein at least in the last forming stage a conical die with a cylindrical outlet end is provided, with which the metal strip can be formed into a circular slotted tube.
Zur Herstellung von längsnahtgeschweißten Metallrohren ist es bekannt, Bänder unter Einsatz von Umformrollen als Bestandteil von Profiliermaschinen zu Schlitzrohren zu verformen, die dann anschließend längsnahtgeschweißt werden. Der vorrichtungsmäßige Aufwand ist hierbei relativ hoch, wenn man berücksichtigt, daß auch Metallrohre mit einem Außendurchmesser von etwa 3 mm bei einer Wanddicke von etwa 0,15 mm hergestellt werden sollen.In order to produce longitudinally welded metal pipes, it is known to form strips into slotted pipes using forming rollers as part of profiling machines, which are then subsequently longitudinally welded. The equipment required is relatively high when you consider that metal pipes with an outside diameter of around 3 mm and a wall thickness of around 0.15 mm are also to be produced.
Ein längsnahtgeschweißtes Rohr entspricht nur dann den an dieses gestellten Anforderungen, wenn die Schweißnaht stets eine gleichbleibend hohe Qualität aufweist, die Oberfläche riefenfrei ist und Maßtoleranzen exakt eingehalten werden. Hierzu muß das Schlitzrohr aber mehrere Bedingungen erfüllen. Zunächst ist es erforderlich, daß das Schlitzrohr eine symmetrische Querschnittsform aufweisen muß. Ferner muß das Schlitzrohr stabil, d. h. ohne jede Verdrehung in die Schweißzone einlaufen. Ein seitliches Abweichen des Schlitzes von nur wenigen zehntel Millimetern verhindert eine einwand-A longitudinally welded pipe only meets the requirements placed on it if the weld seam always has a consistently high quality, the surface is free of grooves and dimensional tolerances are precisely maintained. To do this, however, the slotted pipe must meet several conditions. First of all, the slotted pipe must have a symmetrical cross-sectional shape. Furthermore, the slotted pipe must run into the welding zone in a stable manner, i.e. without any twisting. A lateral deviation of the slot of just a few tenths of a millimeter prevents perfect
freie Schweißung. Auch dürfen die Bandkanten des Schlitzrohrs keinen Höhenversatz aufweisen. Schließlich darf keine Wellenbildung auftreten, wozu die während des Umformens immer auftretenden Randspannungen im elastischen Bereich des Bandwerkstoffs gehalten werden müssen.free welding. The strip edges of the open-slot tube must not have any vertical offset. Finally, no wave formation must occur, for which the edge stresses that always occur during forming must be kept in the elastic range of the strip material.
Eine zweite Methode zum Herstellen von längsnahtgeschweißten Rohren aus Metallbändern verwendet eine Kombination von Umformrollen und trichterförmigen bzw. konischen Matrizen. Diese Matrizen bestehen zumindest im Kontaktbereich mit der Rohroberfläche aus Kunststoff. Kunststoff wird deshalb verwendet, um zwecks Erzeugung qualitativ hochwertiger Rohre die vorab entfetteten und danach besäumten Bandkanten bei der anschließenden Verformung in den Matrizen nicht wieder durch Fett zu verunreinigen - wie dies bei metallischen Matrizen notwendig wäre -, weil dann keine einwandfreie Schweißnaht erreichbar ist. Solche Kunststoffmatrizen sind mithin einem starken Verschleiß unterworfen. Folglich müssen die Kunststoffmatrizen bislang während einer Arbeitsschicht mehrfach ausgetauscht werden, um durch Oberflächenbeschädigungen der Kunststoffmatrize bedingte Qualitätseinbußen der Schlitzrohre zu vermeiden. Diese zeigen sich häufig in einem birnenförmigen Querschnitt der Schlitzrohre sowie in einer nicht exakten geradlinigen Ausrichtung der Rohrschlitze.A second method for producing longitudinally welded pipes from metal strips uses a combination of forming rollers and funnel-shaped or conical dies. These dies are made of plastic, at least in the area of contact with the pipe surface. Plastic is used to avoid contaminating the strip edges, which have been degreased and then trimmed, with grease during the subsequent deformation in the dies in order to produce high-quality pipes - as would be necessary with metal dies - because then a perfect weld seam cannot be achieved. Such plastic dies are therefore subject to heavy wear. As a result, the plastic dies have to be replaced several times during a work shift in order to avoid quality losses of the slotted pipes caused by surface damage to the plastic die. This is often evident in a pear-shaped cross-section of the slotted pipes and in an inaccurate straight alignment of the pipe slots.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 erläuterte Vorrichtung zur Herstellung längsnahtgeschweißter Metallrohre so auszugestalten, daß bei verringertem maschinellen Aufwand mehr qualitativ hochwertige Rohre pro Zeiteinheit gefertigt werden können.The invention is based on the object of designing the device for producing longitudinally welded metal pipes as explained in the preamble of claim 1 in such a way that more high-quality pipes can be produced per unit of time with reduced mechanical expenditure.
Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß das Auslaufende im oberen Umfangsbereich von einer in ihrer Kontur an die Kontur des aus den Schlitzrohrabschnitten bestehenden Schlitzrohrs angeglichenen Andrückrolle tangential quer durchsetzt ist und der Krümmungsradius der Andrückrolle größer als der Krümmungsradius des Schlitzrohrs bemessen ist.This goal is achieved by having a pressure roller tangentially and transversely penetrate the outlet end in the upper circumferential area, the contour of which is adapted to the contour of the slotted pipe consisting of the slotted pipe sections, and the radius of curvature of the pressure roller being larger than the radius of curvature of the slotted pipe.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 und gekennzeichnet.Preferred embodiments are characterized in claims 2 and .
Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, das aus einem Band fertig umgeformte Schlitzrohr unmittelbar vor dem Schweißvorgang gezielt einer solchen Beanspruchung durch eine Andrückrolle zu unterziehen, daß die Schlitzränder einwandfrei parallel zueinander ausgerichtet sind, um auf diese Weise eine saubere Schweißnaht beim anschließenden Schweißen sicherzustellen. Dazu werden die Schlitzrohrabschnitte neben dem Schlitz durch die Andrückrolle so weit aus der Kreisform radial einwärts gedrückt, daß die einander zugewendeten Stirnseiten der Schlitzränder weitgehend flächig und ohne radialen Versatz voreinander stehen. Außerdem wird dafür gesorgt, daß die Stirnseiten der Schlitzränder in tangentialer Richtung aneinandergedruckt werden, so daß sie dann für den anschließenden Schweißvorgang einwandfrei ausgerichtet sind.The core of the device according to the invention is to subject the slotted tube, which has been formed from a strip, to a stress by a pressure roller immediately before the welding process in such a way that the slot edges are perfectly aligned parallel to one another, in order to ensure a clean weld seam during the subsequent welding. To do this, the slotted tube sections next to the slot are pressed radially inwards from the circular shape by the pressure roller so that the facing end faces of the slot edges are largely flat and in front of one another without radial offset. In addition, it is ensured that the end faces of the slot edges are pressed against one another in a tangential direction so that they are then perfectly aligned for the subsequent welding process.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt, den nicht zu vermeidenden Verschleiß in der letzten Umformstufe, insbesondere bei Verwendung einer Kunststoffmatrize, wesentlich länger beim Umformen in Kauf zu nehmen als dies bisher möglich war. Das heißt, daß der Umformvorgang als solcher einer geringeren Präzision bedarf, daß weniger Umformwerkzeuge erforderlich sind und daß Tot- sowie Rüstzeiten bei längerer Standzeit vermieden werden.The device according to the invention allows the unavoidable wear in the last forming stage, especially when using a plastic die, to be tolerated for a much longer period of time during forming than was previously possible. This means that the forming process as such requires less precision, that fewer forming tools are required and that idle and set-up times are avoided with longer downtimes.
Besonders vorteilhaft ist es, die Schlitzrohrabschnitte neben dem Schlitz erst im Mündungsbereich der in Durchlaufrichtung des umzuformenden Bands letzten kegelförmigen Matrize, also unmittelbar vor dem Verschweißen, radial einwärts und zugleich tangential in Richtung auf den Schlitz zu belasten.It is particularly advantageous to load the slotted tube sections next to the slot radially inwards and at the same time tangentially in the direction of the slot only in the mouth area of the last conical die in the direction of travel of the strip to be formed, i.e. immediately before welding.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt ein Umformwerkzeug zur Anwendung, dessen Kontur so auf die Kontur des Schlitzrohrs abgestimmt ist, daß sowohl die Schlitzrohrabschnitte neben dem Schlitz aus der Kreisform so weit radial einwärts verlagert werden, daß die Stirnseiten der Schlitzränder exakt parallel voreinander stehen, als auch, daß beide Schlitzrohrabschnitte tangantial in Richtung auf den Schlitz zu belastet werden. Zu diesem Zweck ist der Krümmungsradius der Andrückrolle gezielt geringfügig größer als der Krümmungsradius des Schlitzrohrs bemessen. Die Andrückrolle wird mithin so der in Durchlaufrichtung des umzuformenden Bands letzten kegelförmigen Matrize zugeordnet, daß dem Schweißvorgang ein einwandfreies Schlitzrohr zugeführt wird, wobei sich dieses nach dem Schweißen aus der leicht radial eingedrückten Verformung wieder radial nach auswärts entspannen kann.The device according to the invention uses a forming tool whose contour is matched to the contour of the slotted tube in such a way that the slotted tube sections next to the slot are displaced radially inwards from the circular shape so that the front sides of the slot edges are exactly parallel to one another, and both slotted tube sections are loaded tangentially in the direction of the slot. For this purpose, the radius of curvature of the pressure roller is deliberately dimensioned to be slightly larger than the radius of curvature of the slotted tube. The pressure roller is therefore assigned to the last conical die in the direction of travel of the strip to be formed in such a way that a perfect slotted tube is fed into the welding process, whereby after welding this can relax radially outwards again from the slightly radially compressed deformation.
Um die Beanspruchung des Schlitzrohrs durch die Andrückrolle in Abhängigkeit von den jeweiligen Voraussetzungen und Gegebenheiten variieren zu können, ist es von Vorteil, daß die Andrückrolle allein oder gemeinsam mit der Matrize in der vertikalen Längsebene des Schlitzrohrs verlagerbar und feststellbar ist.In order to be able to vary the stress on the slotted tube by the pressure roller depending on the respective requirements and circumstances, it is advantageous that the pressure roller can be moved and locked alone or together with the die in the vertical longitudinal plane of the slotted tube.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 ist die Andrückrolle nicht angetrieben, sondern frei drehbar gelagert.According to the features of claim 3, the pressure roller is not driven, but is mounted so as to be freely rotatable.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings.
In Figur 1 ist, teilweise im Schnitt, eine seitliche Ansicht einer Vorrichtung zum Umformen eines Metallbands zu einem Schlitzrohr dargestellt.Figure 1 shows, partly in section, a side view of a device for forming a metal strip into a slotted tube.
Figur 2 zeigt eine Ansicht auf die Darstellung der Figur 1 gemäß dem Pfeil II, teilweise im Schnitt.Figure 2 shows a view of the representation of Figure 1 according to the arrow II, partly in section.
Figuren 3 und 4 zeigen Ansichten auf die Darstellungen der Figur 1 gemäß den Pfeilen III und IV.Figures 3 and 4 show views of the representations of Figure 1 according to arrows III and IV.
In Figur 5 sind schematisch zwei Verformungssituationen eines Schlitzrohrs im Bereich des Schlitzes dargestellt.Figure 5 schematically shows two deformation situations of a slotted tube in the area of the slot.
Mit 1 ist in der Figur 1 eine Vorrichtung zum Umformen eines Bands 2 aus einem Nichteisenmetall, beispielsweise Kupfer, zu einem Schlitzrohr 3 bezeichnet. Die Vorrichtung 1 besteht aus insgesamt drei Umformstufen A, B und C, die in Durchlaufrichtung des Bands 2 hintereinander angeordnet sind.In Figure 1, 1 designates a device for forming a strip 2 made of a non-ferrous metal, for example copper, into a slotted tube 3. The device 1 consists of a total of three forming stages A, B and C, which are arranged one behind the other in the direction of passage of the strip 2.
Das Band 2 wird flach in die Vorrichtung 1 eingeführt und zunächst durch Formrollen 4 als Bestandteil der Umformstufe A (siehe auch Figur 2) an den Längskanten 5 umbördelt.The strip 2 is introduced flat into the device 1 and initially flanged on the longitudinal edges 5 by forming rollers 4 as part of the forming stage A (see also Figure 2).
Das so vorgeformte Band 2 wird dann in die Umformstufe B mit einer kegelförmigen Matrize 6 aus Kunststoff überführt, wo es weiter zu einem Schlitzrohr umgeformt wird (Figuren 1 und 3). Das Auslaufende 7 der Matrize 6 ist zylindrisch ausgebildet.The strip 2 preformed in this way is then transferred to the forming stage B with a conical die 6 made of plastic, where it is further formed into a slotted tube (Figures 1 and 3). The outlet end 7 of the die 6 is cylindrical.
Nach dem Verlassen der Matrize 6 gelangt das jetzt grob vorgeformte Schlitzrohr in die dritte Umformstufe C mit wiederum einer kegelförmigen Matrize 8 aus Kunststoff (Figuren 1 und 4).After leaving the die 6, the now roughly preformed slotted tube enters the third forming stage C with another conical die 8 made of plastic (Figures 1 and 4).
Das Auslaufende 9 der kegelförmigen Matrize 8 ist zylindrisch ausgebildet. Im oberen Umfangsbereich dieses Auslaufendes 9 ist eine Andrückrolle 10 frei drehbar gelagert. Diese Andrückrolle 10 durchsetzt das Auslaufende 9 tangential quer. Desweiteren ist insbesondere der Figur 4 zu entnehmen, daß die Andrückrolle 10 im mittleren Längenbereich mit einer konkaven Kontur 11 versehen ist.The outlet end 9 of the conical die 8 is cylindrical. A pressure roller 10 is mounted in the upper peripheral area of this outlet end 9 so that it can rotate freely. This pressure roller 10 passes tangentially across the outlet end 9. Furthermore, it can be seen in particular from Figure 4 that the pressure roller 10 is provided with a concave contour 11 in the middle length area.
Die Aufgabe der Andrückrolle 10 besteht darin (siehe Figur 5), die Schlitzrohrabschnitte 12 neben dem Schlitz 13 mit der Kraft P so weit radial einwärts zu drücken und dabei das Schlitzrohr 3 aus der Kreisform abzuflachen, daß die Stirnflächen 14 der Bandkanten 15 einwandfrei parallel voreinander stehen. Durch den größer als der Krümmungsradius 17 des Schlitzrohrs 3 bemessenen Krümmungsradius der Andrückrolle wird gleichzeitig eine tangentiale Kraft gemäß den Pfeilen PF auf die Schlitzrohrabschnitte 12 in Richtung auf den Schlitz 13 ausgeübt, so daß, wie die untere Darstellung in Figur 5 erkennen läßt, das Schlitzrohr 3 nach dem Austritt aus der Matrize 8 gemäß Figur 1 in einwandfreiem Zustand der Schweißung zugeführt werden kann.The task of the pressure roller 10 is (see Figure 5) to press the slotted tube sections 12 next to the slot 13 radially inwards with the force P and in doing so to flatten the slotted tube 3 from the circular shape so that the end faces 14 of the strip edges 15 are perfectly parallel to one another. Due to the larger radius of curvature 17 of the pressure roller than the radius of curvature 17 of the slotted tube 3, a tangential force according to the arrows PF is simultaneously exerted on the slotted tube sections 12 in the direction of the slot 13, so that, as can be seen from the lower illustration in Figure 5, the slotted tube 3 can be fed to the weld in perfect condition after emerging from the die 8 according to Figure 1.
Die aus Figur 5 erkennbare Abflachung D entspannt sich nach dem Schweißen selbständig wieder zur Kreisform.The flattening D visible in Figure 5 relaxes automatically back to a circular shape after welding.
Wie bei gemeinsamer Betrachtung der Figuren 1 und 4 noch erkennbar ist, kann die Andrückrolle 10 allein oder gemeinsam mit der Matrize 8 in der vertikalen Längsebene VL des Schlitzrohrs 3 verlagerbar und feststellbar sein, um den jeweiligen Bedingungen und Gegebenheiten des Schlitzrohrs 3 gezielt Rechnungen tragen zu können. Dieser Verstellmechanismus ist mit 16 bezeichnet.As can be seen when looking at Figures 1 and 4 together, the pressure roller 10 can be displaced and fixed in the vertical longitudinal plane VL of the slotted tube 3, either alone or together with the die 8, in order to be able to take into account the respective conditions and circumstances of the slotted tube 3 in a targeted manner. This adjustment mechanism is designated 16.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9007411U DE9007411U1 (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Device for producing a longitudinally welded metal pipe |
Applications Claiming Priority (2)
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| DE4000508 | 1990-01-10 | ||
| DE9007411U DE9007411U1 (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Device for producing a longitudinally welded metal pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE9007411U1 true DE9007411U1 (en) | 1991-06-27 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE9007411U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1230995A2 (en) * | 2001-02-10 | 2002-08-14 | Nexans | Procedure for the fabrication of tubes with longitudinally welded seam |
-
1990
- 1990-01-10 DE DE9007411U patent/DE9007411U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1230995A2 (en) * | 2001-02-10 | 2002-08-14 | Nexans | Procedure for the fabrication of tubes with longitudinally welded seam |
| EP1230995A3 (en) * | 2001-02-10 | 2003-11-05 | Nexans | Procedure for the fabrication of tubes with longitudinally welded seam |
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