EP1879707B1 - Führungs- und verformungssystem - Google Patents

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EP1879707B1
EP1879707B1 EP06742332A EP06742332A EP1879707B1 EP 1879707 B1 EP1879707 B1 EP 1879707B1 EP 06742332 A EP06742332 A EP 06742332A EP 06742332 A EP06742332 A EP 06742332A EP 1879707 B1 EP1879707 B1 EP 1879707B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
guiding
rollers
welding
edges
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06742332A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1879707A1 (de
Inventor
Manfred Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuppermann Edelstahltechnik GmbH
Original Assignee
Wuppermann Edelstahltechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wuppermann Edelstahltechnik GmbH filed Critical Wuppermann Edelstahltechnik GmbH
Priority to PL06742332T priority Critical patent/PL1879707T3/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/10—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes
    • B21D5/12—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes making use of forming-rollers

Definitions

  • the invention relates to a guide and deformation system for producing welded pipes of metallic strip material, in which the band edges (seam) is closed, for example by means of a laser or by high-frequency technology, a method for producing welded pipes and the use of the guiding and deformation system for the production of welded pipes.
  • From the DE 101 31 461 C1 is a system for joining and longitudinal welding of bent sheets or the like pipes known.
  • the sheets or tubes are mounted on rollers.
  • the EP 0 919 299 A2 relates to a device for removing a weld superelevation.
  • US 5,461,896 A1 describes a guide and deformation system for producing welded tubes from a metallic strip material workpiece.
  • the workpiece is guided in a feed direction by the guiding and deformation system, wherein a plurality of roller pairs arranged one behind the other in the feed direction for increasing cold deformation and curvature of the edges of the workpiece engage them and so the shape of a tube with an open longitudinal slot form.
  • the longitudinal slot is closed by welding by means of a welding device.
  • the guide and deformation system is modular, with in a production change modules, which are adapted to the first pipe diameter, in a simple way available modules adapted for the second pipe diameter.
  • Object of the present invention is therefore an apparatus for welding pipes of metallic strip material, in which a popping of the pipes is avoided.
  • the weld should be carried out so that virtually no inhomogeneities occur.
  • the design of the new device should be so simple that it is easy to use.
  • welding can be carried out with all conventional methods for closing strip edges (seams) in metallic materials.
  • tungsten inert gas welding (TIG welding) and laser welding are mentioned.
  • TIG welding in the profiling machine forms the flat strip into the tube.
  • an arc burns in a protective gas jacket of inert gas (argon-helium-hydrogen-germanic or pure argon) between a non-consumable tungsten cathode and the strip edges.
  • inert gas argon-helium-hydrogen-germanic or pure argon
  • cathode burners are used, depending on the application is working with DC or AC (company publication of the company Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & Co. KG).
  • the most important advantage of laser welding is the excellent seam quality.
  • the welding speed is usually higher than with TIG welding.
  • the heat influence of the tube material is much lower than in TIG welding.
  • a highly focused light beam of non-divergent light is directed to the weld.
  • the light beam is created in an optical resonator consisting of two mirrors and two parallel RF electrodes.
  • the total energy of the laser is concentrated to a point of about 0.25 mm. This results in an extreme energy density of over 3 million W / cm 2 .
  • a steam channel with ionized metal gas is formed at the weld.
  • the temperature is around 25,000 ° C. Around the steam channel forms a melting zone.
  • the sheet-metal strip formed into the tube is moved under the laser beam. This forms a continuous weld (company publication of the company Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & Co. KG).
  • the pre-formed in a known manner of metallic strip material pipe with open edges is introduced into the guiding and deformation system according to the invention, in which the still open edges are closed with a known welding device.
  • metallic strip materials are metal strips (coils) made of stainless steel, sheet metal, copper and brass, preferably called stainless steel.
  • the tube is supported according to the invention between two arranged in the feed direction behind the welding device floating side rollers until cooling.
  • a preferred embodiment of the present invention is characterized in that the floating side rollers are self-centering for the tube.
  • the self-centering can be achieved by a conical shape of the inner surface of the side rollers.
  • the workpiece is supported by floating side rollers until cooling.
  • cooling preferably takes place up to a temperature in the range of about room temperature.
  • all guide and upsetting rollers of the workpiece during cold working before welding can be adjusted depending on the diameter of the formed tube by a central height adjustment and a central lateral adjustment.
  • the height and lateral adjustment according to the invention can take place by mechanical or electronic devices in a manner known per se,
  • the compression rollers for adjustment via levers are connected to an eccentric disc.
  • Another particular embodiment of the present invention relates to the adjustment of the tube formed into a slot tube for insertion into the welding device.
  • the adjustment of the welding device to the edges of the still open tube can be done mechanically.
  • the adjustment of the welding device takes place to the edges of the still open tube by an optical tape edge detection system.
  • the position of the welding torch to the open edges is controlled according to the invention via the optical tape recognition system.
  • Optical tape edge detection systems are known per se.
  • a method for the production of welded tubes from metallic strip material characterized in that the initially flat strip material is cold-formed into a tube in a plurality of forming stations one behind the other in the conveying direction by the edges of the strip material by upsetting and guide rollers more and more bent and curved toward each other, wherein the slot located between the edges in the further course of the advance and the deformation is reduced and finally closed and welded, the workpiece in the pitch variable star-shaped adjustable and the compression rollers are also each individually height adjustable and eccentrically adjustable against each other ,
  • the strip edges can be precisely held against each other and calibrated, even if uneven material thicknesses or material geometries are welded together.
  • the contact pressures can be controlled separately per compression roll and controlled electronically, so that as well as irregularities in the bandwidths with resulting deviating basic cross-section of the tubes to be formed are automatically eliminated. Furthermore, this gives the possibility to optimize the forces on each edge of the workpiece or wall thickness until an optimal melting process, regardless of which welding technology, takes place.
  • the subject matter of the present invention is also the use of a guiding or deformation system for producing welded pipes of metallic strip material.
  • the present invention can be achieved by the FIGS. 1 to 3 be explained.
  • FIG. 1 shows the guide or deformation system according to the invention from the side.
  • FIG. 1 shows the guide or deformation system according to the invention of the input (1) of the slot tube (12) from which by the welding device (3) the opening is closed.
  • the not yet cooled pipe is supported by the floating side rollers (4) until it cools down. After cooling, the tube is transported in the feed direction through the outlet (2) out.
  • the slit pipe is compressed by the lower compression roller (9) and the right and left compression roller (10). Due to the central height adjustment, the upsetting rollers (9 and 10) and the welding device (3) are adjusted as a function of the diameter of the tube.
  • the height adjustment (8) of the welding device (3) is controlled via the optical strip edge detection system (7) as a function of the respective position of the strip edges.
  • the lateral guidance of the pipe can be adjusted via a central side adjustment (6).
  • FIG. 2 shows the guide or deformation system according to the invention from the entrance (1) of the slot tube (12) from (front view).
  • the slotted tube (12) is compressed by the compression rollers (9 and 10) and the open edges by means of the Schwelßvorraum (3) closed.
  • the right and left compression rollers (10) can be adjusted together with the welding device (3) via the central height adjustment (5). Fine adjustment of the compression rollers (10) is possible via the eccentric adjustment (14) via the levers (15).
  • the lower compression roller (9) remains constant. If necessary, the height and height of the left and right upset rolls (10) can be adjusted separately via the adjustment (13).
  • FIG. 3 shows the guide or deformation system according to the invention from above.
  • FIG. 3 shows the guide or deformation system according to the invention with the input (1) of the slot tube whose edges are closed by the welding device (3).
  • the not yet cooled pipe is supported by the floating side rollers (4) until it cools down. After cooling, the tube is transported in the feed direction through the outlet (2) out.
  • the right and left upper compression rollers can be adjusted.
  • the guide of the slot tube (12) can be adjusted.

Landscapes

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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Führungs- und Verformungssystem zur Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial, bei denen die Bandkanten (Naht) beispielsweise mit Hilfe eines Lasers oder durch Hochfrequenztechnik geschlossen wird, ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren und die Verwendung des Führungs- und Verformungssystems zur Herstellung von geschweißten Rohren.
  • Die Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial ist bekannt ( DE 35 29 160 A1 ). In der Regel wird dabei das zunächst bandförmige Werkstück (metallisches Bandmaterial) kalt einer immer stärkeren Verformung der Ränder unterzogen. Die in der Vorschubeinrichtung ersten Rollenpaare weisen dabei etwas ineinander greifende Formen auf, die das Bandmaterial, soweit verbiegen, dass die gekrümmten Ränder zum bisherigen Querschnitt des Bandes etwas mehr als rechtwinklig stehen. In diesem Verformungsgrad kann keine Formrolle mehr in das auf diese Weise einen Hinterschnitt aufweisende teilweise schon zu einem Rohr vorgeformte Werkstück eingreifen,
  • Es ist deshalb bekannt, ab einem derartigen Verformungsgrad an den Außenseiten antriebslose Rollen vorzusehen, die die hochgebogenen Bereiche des Werkstückes im weiteren Durchlauf näher aneinander drücken und die Rohrkrümmung vervollständigen. Dies führt jedoch häufig zu einem Versatz der beiden Ränder zueinander, der zu Inhomogenitäten führt, die später ausgeglichen werden müssen.
  • Zur Behebung dieser Inhomogenitäten ist aus der DE 198 34 400 C1 bekannt, das teilweise vorgeformte Rohr in einer ersten Drehstrecke um etwa eine Vierteldrehung zu tordieren und in dieser tordierten Lage im weiteren Vorschub derartig weiter zu verformen, dass der zwischen den Rändern befindliche Schlitz im weiteren Vorschubverlauf verkleinert wird. Die Inhomogenitäten werden nach diesem Verfahren jedoch nicht vermieden.
  • Aus der DE 101 31 461 C1 ist eine Anlage zum Zusammenfügen und Längsschweißen von aus Blechen oder dergleichen gebogenen Rohren bekannt. Die Bleche beziehungsweise Rohre sind auf Rollen gelagert.
  • Aus der DE 35 29 160 A1 ist eine Formwalzvorrichtung mit beweglichem Schlitten bekannt.
  • Die EP 0 919 299 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Abtragen einer Schweißnahtüberhöhung.
  • In der WO 03/047783 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wechseln der Walzen in einem Rohrschweißgerüst beschrieben.
  • US 5,461,896 A1 beschreibt ein Führungs- und Verformungssystem zur Herstellung von geschweißten Rohren aus einem Werkstück aus metallischem Bandmaterial. Zum Herstellen der geschweißten Rohre wird das Werkstück in einer Vorschubrichtung durch das Führungs- und Verformungssystem geführt, wobei mehrere in der Vorschubrichtung hintereinander angeordnete Rollenpaare für eine zunehmende Kaltverformung und Krümmung der Ränder des Werkstücks an diesen angreifen und so die Form eines Rohres mit einem offenen Längsschlitz ausbilden. Der Längsschlitz wird mittels einer Schweißvorrichtung durch Verschweißen verschlossen. Um einen schnellen und vereinfachten Produktionswechsel von Rohren mit einem ersten Durchmesser auf Rohre mit einem zweiten, unterschiedlichen Durchmesser zu ermöglichen, ist das Führungs- und Verformungssystem modular aufgebaut, wobei bei einem Produktionswechsel Module, welche für den ersten Rohrdurchmesser angepasst sind, auf einfache Weise durch bereitstehende Module, die für den zweiten Rohrdurchmesser angepasst sind, ersetzt werden.
  • Die nach den bekannten Verfahren verformten und geschweißten Rohre springen leicht auf, weil in dem austenitischen Kristallgefüge des Rohres Spannungen auftreten. Dies wirkt sich besonders stark bei dünnen Rohren aus.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum Schweißen von Rohren aus metallischem Bandmaterial, bei der ein Aufspringen der Rohre vermieden wird. Die Schweißnaht soll so ausgeführt werden, dass praktisch keine Inhomogenitäten auftreten. Die Konzeption der neuen Vorrichtung soll so einfach sein, dass sie leicht zu bedienen ist.
  • Es wurde ein Führungs- und Verformungssystem zur Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial gefunden, bestehend
    • aus mehreren in Vorschubrichtung des Werkstücks hintereinander angeordneten Rollenpaaren zur zunehmenden Kaltverformung und Krümmung der Ränder des Werkstücks im Vorschubverlauf,
    • wobei die ersten Rollenpaare an Oberseite und Unterseite des Werkstücks angreifen und in dem Bereich, In dem die gebogenen Ränder Hinterschneidungen bilden, Rollenpaare vorgesehen sind, die an den Außenseiten der gekrümmten Ränder angreifen und die Form eines Rohres bilden und
    • aus einer Schweißvorrichtung,
    • wobei das Werkstück nach dem Schweißen bis zur Abkühlung durch schwimmend gelagerte Seitenrollen gestützt wird.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Führungs- und Verformungssystems werden Inhomogenitäten des geschweißten Rohres weitgehend ausgeschlossen. Die so hergestellten Rohre springen auch bei Belastung nicht auf. Eine aus der EP 919299 A2 bekannte notwendige Nachbearbeitung der Schweißnaht entfällt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Stauchrollenführungs- und Schlitzrohrverformungssystem zur Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial
    • aus mehreren in Vorschubrichtung des Werkstücks hintereinander angeordneten Rollen zur zunehmenden Kaltverformung und Krümmung der Ränder des Werkstücks im Vorschubverlauf, wobei erste Rollenpaare an Oberseite und Unterseite des Werkstücks angreifen und in dem Bereich, in dem die gebogenen Ränder Hinterschneidungen bilden, Rollenpaare vorgesehen sind, die an den Außenseiten der gekrümmten Ränder angreifen und eine variable Form eines Rohres bilden und individuell geformt werden können und
      aus einer Kalibriervorrichtung für Schweißstauchrollen, wobei das geschweißte Rohr nach dem Schweißen bis zur Abkühlung durch schwimmend gelagerte Seitenrollen gehalten wird, zudem das Schlitzrohr und die dementsprechende Nahtlage mit einer Zentralverstellung auf die 3 sternförmig angeordneten Stauchrollen so beeinflussbar ist, dass das gesamte Rohrführungssystem mit nur einer mechanischen Verstelleinheit (motorisch automatisch oder manuell) so einstellbar ist, dass die Nahtlage vor und während dem Schweißprozess grundsätzlich immer in optimaler Schweißposition automatisch oder auch manuell justiert werden kann und
    • aus einer Schweißbrennerführung, die mit entsprechenden Radialführungen zentrisch zur Rohrachse ausrichtbar ist und auch bei Nachführung stets in exakt gleichem Radius und Abstand zum Material bleibt, wenn eine Nachjustierung automatisch oder manuell erfolgt,
    bestehen.
  • So ist grundsätzlich gleiche Materialdurchdringung am Schlitzrohr möglich, egal in welcher radialen Position sich das System oder das Schlitzrohr befindet. Ebenso bleibt der Abstand Schweißsystem und Rohr grundsätzlich exakt gleich, was sich besonders bei hochqualifizierterem und anspruchsvollerem Laserschweißen durch den stets gleichen Fokusabstand hervorhebt, Dadurch ist erstmals auch die Einführung eines geregelten Schweißprozesses an einem Schlitzrohr möglich.
  • In dem erfindungsgemäßen Führungs- und Verformungssystem kann das Schweißen mit allen üblichen Methoden zum Schließen von Bandkanten (Nähten) in metallischen Materialien durchgeführt werden. Im besonderen sei das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) und das Laser-Schweißen genannt.
  • Wie bei allen anderen Schweißverfahren für Rohre wird bei dem WIG-Schweißen in der Profiliermaschine das flache Band zum Rohr eingeformt. Im Schweißbereich brennt ein Lichtbogen in einem Schutzgasmantel aus inertem Gas (Argon-Helium-Wasserstoff-Germisch oder reines Argon) zwischen einer nicht abschmelzenden Wolfram-Kathode und den Bandkanten. Zur Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit oder bei Rohren mit größerer Abmessung werden mehrere Kathodenbrenner eingesetzt, Je nach Anwendung wird mit Gleich- oder Wechselstrom gearbeitet (Firmenschrift der Firma Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & Co. KG).
  • Wichtigster Vorteil des Laser-Schweißens ist die hervorragende Nahtqualität. Die Schweißgeschwindigkeit liegt in der Regel auch höher als beim WIG-Schweißen. Die Wärmebeeinflussung des Rohrmaterials ist jedoch wesentlich geringer als bei dem WIG-Schweißen.
  • Bei dem Laser-Schweißen wird ein stark gebündelter Lichtstrahl aus nicht divergierendem Licht auf die Schweißstelle gerichtet. Der Lichtstrahl entsteht in einem optischen Resonator, der aus zwei Spiegeln und zwei Parallelen HF-Elektroden besteht. Die gesamte Energie des Lasers wird auf einen Punkt von etwa 0,25 mm konzentriert. Dies führt zu einer extremen Energiedichte von über 3 Millionen W/cm2. In der Regel bildet sich an der Schweißstelle ein Dampfkanal mit ionisiertem Metallgas. Die Temperatur liegt bei etwa 25.000 °C. Um den Dampfkanal bildet sich eine Schmelzzone. Das zum Rohr eingeformte Blechband wird unter dem Laserstrahl hindurch bewegt. Hierdurch bildet sich eine kontinuierliche Schweißnaht (Firmenschrift der Firma Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & Co. KG).
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das in bekannter Weise aus metallischem Bandmaterial vorgeformte Rohr mit offenen Kanten (Schlitzrohr) in das erfindungsgemäße Führungs- und Verformungssystem eingeführt, in dem die noch offenen Kanten mit einer an sich bekannten Schweißvorrichtung geschlossen werden.
  • Als metallische Bandmaterialien seien Metallbänder (Coils) aus Edelstahl, Blech, Kupfer und Messing, bevorzugt Edelstahl, genannt.
  • Nach dem Schweißen wird das Rohr erfindungsgemäß zwischen zwei in Vorschubrichtung hinter der Schweißvorrichtung angeordnete schwimmend gelagerte Seitenrollen bis zur Abkühlung gestützt.
  • Unter schwimmend gelagerte Seitenrollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Rollen zu verstehen, die das Rohr ohne Druck praktisch nur führen und Biege- und/oder Torsionskräfte ausschließen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmend gelagerten Seitenrollen selbstzentrierend für das Rohr sind. Die Selbstzentrierung kann durch eine konische Form der Innenfläche der Seitenrollen erreicht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Werkstück durch schwimmend gelagerte Seitenrollen bis zur Abkühlung gestützt. Bevorzugt erfolgt erfindungsgemäß eine Abkühlung bis zu einer Temperatur im Bereich von etwa Raumtemperatur. Damit wird einer dentritischen Gefügeausbildung der Schmelze im Erstarrungszustand entgegengewirkt oder sie wird unterbunden.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können alle Führungs- und Stauchrollen des Werkstückes während der Kaltverformung vor dem Schweißen abhängig von dem Durchmesser des geformten Rohres durch eine zentrale Höhenverstellung und eine zentrale Seitenverstellung justiert werden.
  • Die Höhen- und Seitenverstellung gemäß der Erfindung kann durch mechanische oder elektronische Vorrichtungen in an sich bekannter Weise erfolgen,
  • Bei der Formung des Rohres aus dem Metallband mit Hilfe der Stauchrollen treten leicht, abhängig von dem verwendeten Metall unterschiedliche Dicken des Materials auf. Diese können gemäß der Erfindung durch eine exzentrische Verstellung der Stauchrollen ausgeglichen werden.
  • In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Stauchrollen zur Justierung über Hebel mit einer Exzenterscheibe verbunden.
  • Eine weitere besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Justierung des zu einem Schlitzrohr geformten Rohres zur Einführung in die Schweißvorrichtung.
  • Die Justierung der Schweißvorrichtung zu den Kanten des noch offenen Rohres kann mechanisch erfolgen.
  • Im besonderen bevorzugen Ausführungsform im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt jedoch die Justierung der Schweißvorrichtung zu den Kanten des noch offenen Rohres durch ein optisches Bandkantenerkennungssystem. Die Lage des Schweißbrenners zu den offenen Kanten wird erfindungsgemäß über das optische Banderkennungssystem gesteuert.
  • Optische Bandkantenerkennungssysteme sind an sich bekannt.
  • Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial gefunden, dadurch gekennzeichnet, dass das zunächst flache Bandmaterial in mehreren in Förderrichtung hintereinander liegenden Umformstationen zu einem Rohr kalt umgeformt wird, indem die Ränder des Bandmaterials durch Stauch- und Führungsrollen mehr und mehr umgebogen und aufeinanderzu gekrümmt werden, wobei der zwischen den Rändern befindliche Schlitz im weiteren Verlauf des Vorschubs und der Verformung verkleinert und endgültig geschlossen und verschweißt wird, das Werkstück im Anstellwinkel variabel sternförmig einstellbar ist und die Stauchrollen zudem jeweils einzeln höhenverstellbar und auch gegeneinander exzentrisch verstellbar sind.
  • Dadurch können die Bandkanten präzise gegeneinander gehalten und kalibriert werden, sogar dann, wenn ungleiche Materialstärken oder Materialgeometrien miteinander verschweißt werden. Die Anpressdrücke können jeweils pro Stauchrolle separat geregelt und elektronisch gesteuert werden, so dass ebenso Ungleichmäßigkeiten in den Bandbreiten mit daraus resultierenden abweichendem Grundquerschnitt der zu formenden Rohre automatisch eliminiert werden. Weiterhin ist dadurch die Möglichkeit gegeben, die Kräfte auf jeder Werkstückkante oder Wandstärke soweit zu optimieren, bis ein optimaler Schmelzprozess egal mit welcher Schweißtechnik, erfolgt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung eines Führungs- oder Verformungssystems zur Herstellung von geschweißten Rohren aus metallischem Bandmaterial.
  • Die vorliegende Erfindung kann durch die Figuren 1 bis 3 erläutert werden.
  • Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Führungs- oder Verformungssystem von der Seite.
  • Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Führungs- oder Verformungssystem vom Eingang (1) des Schlitzrohrs (12) aus dem durch die Schweißvorrichtung (3) die Öffnung geschlossen wird. Das noch nicht erkaltete Rohr wird bis zur Abkühlung durch die schwimmend gelagerten Seitenrollen (4) gestützt. Nach der Abkühlung wird das Rohr in Vorschubrichtung durch den Ausgang (2) heraus befördert.
  • Vor der Schweißvorrichtung (3) wird das Schlitzrohr durch die untere Stauchrolle (9) und die rechte und linke Stauchrolle (10) zusammengedrückt. Durch die zentrale Höhenverstellung erfolgt eine Justierung der Stauchrollen (9 und 10) und der Schweißvorrichtung (3) in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Rohres.
  • Über das optische Bandkantenerkennungssystem (7) wird die Höhenverstellung (8) der Schweißvorrichtung (3) in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Bandkanten gesteuert.
  • Die seitliche Führung des Rohres kann über eine zentrale Seitenverstellung (6) justiert werden.
  • Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Führungs- oder Verformungssystem vom Eingang (1) des Schlitzrohrs (12) aus (Vorderansicht).
  • Das Schlitzrohr (12) wird durch die Stauchrollen (9 und 10) zusammengedrückt und die offenen Kanten mit Hilfe der Schwelßvorrichtung (3) geschlossen. Die rechte und die linke Stauchrolle (10) kann gemeinsam mit der Schweißvorrichtung (3) über die zentrale Höhenverstellung (5) justiert werden. Eine Feinjustierung der Stauchrollen (10) ist über die Exzenterverstellung (14) über die Hebel (15) möglich. Die untere Stauchrolle (9) bleibt konstant. Die linke und rechte Stauchrolle (10) können über die Verstellung (13) gegebenenfalls separat in der Höhe verstellt werden.
  • Figur 3 zeigt das erfindungsgemäße Führungs- oder Verformungssystem von oben aus.
  • Figur 3 zeigt das erfindungsgemäße Führungs- oder Verformungssystem mit dem Eingang (1) des Schlitzrohrs, dessen Kanten durch die Schweißvorrichtung (3) geschlossen werden. Das noch nicht erkaltete Rohr wird bis zur Abkühlung durch die schwimmend gelagerten Seitenrollen (4) gestützt. Nach der Abkühlung wird das Rohr in Vorschubrichtung durch den Ausgang (2) heraus befördert.
  • Durch die zentrale Höhenverstellung (5) können die rechte und linke obere Stauchrolle justiert werden. Durch die zentrale Seitenverstellung (6) kann die Führung des Schlitzrohrs (12) justiert werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE:
    • 1.
    Eingang des zu einem Rohr geformten Bandmaterials (Schlitzrohr) (1)
    2.
    Ausgang des geschweißten Rohres
    3.
    Schweißvorrichtung
    4.
    schwimmend gelagerte Seitenrollen
    5.
    zentrale Höhenverstellung der Stauchrollen (9) und (10) und der Schweißvorrichtung (3)
    6.
    zentrale Seitenverstellung der Führung des Rohres
    7.
    Bandkantenerkennung des geformten Bandmaterials (12)
    8.
    Führung der Schweißvorrichtung (3)
    9.
    untere Stauchrolle
    10.
    linke, rechte und untere Stauchrolle
    11.
    Kalibrierung der linken uns rechten Stauchrolle (10)
    12.
    Rohr
    13.
    Höhenverstellung der linken und rechten Stauchrolle (10)
    14.
    Zentriereinheit für die Exzenterverstellung
    15.
    Hebel zur exzentrischen Einstellung der linken und rechten Stauchrolle (10)

Claims (14)

  1. Führungs- und Verformungssystem zur Herstellung von geschweißten Röhren (12) aus einem Werkstück aus metallischem Bandmaterial, bestehend
    • aus mehreren in einer Vorschubrichtung für das Werkstück hintereinander angeordneten Rollenpaaren, welche Mittel zur zunehmenden Kaltverformung und Krümmung der Ränder des Werkstücks im Vorschubverlauf bilden,
    • wobei in Vorschubrichtung erste Rollenpaare so angeordnet sind, dass sie an Oberseite und Unterseite des Werkstücks angreifen und wobei in einem in Vorschubrichtung dahinter liegenden Bereich, in dem die gebogenen Ränder Hinterschneidungen bilden, Rollenpaare so angeordnet sind, dass sie an den Außenseiten der gekrümmten Ränder angreifen und die Form eines Rohres bilden, und
    • aus einer Schweißvorrichtung (3),
    dadurch gekennzeichnet,
    • dass in einem in Vorschubrichtung hinter der Schweißvorrichtung (3) liegenden Bereich schwimmend gelagerte Seitenrollen (4) angeordnet sind, durch welche das Werkstück nach dem Schweißen bis zur Abkühlung stützbar ist.
  2. Führungs- und Verformungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmend gelagerten Seitenrollen (4) selbstzentrierend sind.
  3. Führungs- und Verformungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmend gelagerten Seitenrollen (4) einen Abkühlbereich für ein Abkühlen des Werkstücks auf Raumtemperatur bilden.
  4. Führungs- und Verformungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Führungs- und Stauchrollen (9, 10) der in Vorschubrichtung vor der Schweißvorrichtung angeordneten Stauchrollenführungseinheit unabhängig von dem Durchmesser des geformten Rohres durch eine zentrale Steuerung justierbar und positionierbar sind, und dass dadurch die Nahtlage des Werkstücks individuell beeinflussbar ist.
  5. Führungs- und Verformungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justiereinrichtung (11, 13) zur Feinjustierung der Stauchrollen vorgesehen ist, die Mittel nicht nur zur zentrischen, sondern auch zur exzentrischen Justierung über Hebel (15) mit vordefinierbaren Anpressdrücken einzelner Rollen (9, 10) umfasst.
  6. Führungs- und Verformungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (3) zu den Kanten des offenen Rohres durch ein mechanisches oder optisches Bandkantenerkennungssystem (7) zentrisch zur Rohrachse mit stets gleichen Abständen zum Material steuerbar ist.
  7. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren (12) aus metallischem Bandmaterial,
    wobei das zunächst flache Bandmaterial in mehreren in Förderrichtung hintereinander liegenden Umformstationen zu einem Rohr (12) kalt umgeformt wird, indem die Ränder des Bandmaterials durch Stauch- und Führungsrollen (9, 10) mehr und mehr umgebogen und aufeinanderzu gekrümmt werden,
    wobei der zwischen den Rändern befindliche Schlitz im weiteren Verlauf des Vorschubs und der Verformung verkleinert und endgültig geschlossen und verschweißt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Werkstück nach dem Schweißen bis zur Abkühlung durch schwimmend gelagerte Seitenrollen (4) gestützt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmend gelagerten Seitenrollen (4) selbstzentrierend sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück durch schwimmend gelagerte Seitenrollen (4) bis zur Abkühlung auf Raumtemperatur gestützt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Führungs- und Stauchrollen (9, 10) des Werkstückes während der Kaltverformung vor dem Schweißen unabhängig von dem Durchmesser des geformten Rohres (12) durch eine zentrale Stelleinheit justiert werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der Führungs- und Stauchrollen (9, 10) über Hebel (15) mit der Exzenterverstellung (14) verbunden sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zu einem Schlitzrohr geformte Werkstück vor der Einführung in die Schweißvorrichtung (3) durch ein optisches Bandkantenerkennungsystem (7) geführt wird und dadurch der Schweißkopf und/oder die gesamte Führungseinheit zur Schlitzrohrzentrierung verstellt und kontinuierlich während dem Schweißprozess vollelektronisch oder manuell justiert werden kann.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schweißbrenners über das mechanische oder optische Bandkantenerkennungssystem (7) gesteuert wird.
  14. Verwendung eines Führungs- oder Verformungssystems nach den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von geschweißten Rohren (12) aus metallischem Bandmaterial.
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