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Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung oder Vermeidung des Innengrates bei elektrisch geschweissten Rohren
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Konduktiv-Schweissung von Rohrendung des Innengrates bei kontinuierlich elektrisch widerstands-, induktiv-, oder konduktiv-geschweissten Rohren. Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile bekannter Verfahren zu vermeiden und das erfin- dungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dassdiezu verschweissenden dandkantcnderart abge- schrägt werden, dass sich die beim darauffolgenden Formen zu Schlitzrol. ren bildende Stossfuge an der Schweissstelle nach dem Rohrinneren zu erweitert und dass die BandkantensodannineinerHitze durch Press- schweissung verbunden werden.
Durch das Abschrägen werden die Kanten bereits für das darauffolgende Niederwalzen vorbereitet. Es wird daher die Gratbildung an der Schweissnaht in erster Linie aussen erfolgen, wo der Grat leicht entfernt werden kann, der Innengrat hingegen bildet sich nur sehr schwach aus und besteht praktisch bei richtiger Einstellung nur aus geringfügigen Unebenheiten, welche leicht entfernt werden können, oder unter Umständen sogar nicht mehr stören.
Bei gerader Abkantung der zur Rohrform einzurollenden Blechstreifen, besteht dagegen sogar die Tendenz eines geringfügigen Aufklaffens der Schweisskanten des Bleches vor der Schweissung nach aussen zu. Überdies hat die erfindungsgemässe schräge Abkantung der Seh weisskanten des Blechstreifens noch den Vorteil einer Verringerung des Schweissstromverbrauches, da eben die Berührungsstelle anfänglicn auf eine kleinere Breite verringert ist und sich erst im Verlaufe des Schweissvorganges, unter Einwirkung der Stauchrollen, die in ae : Regel unmittelbar hinter der Erhitzungszone liegen, die Berührung über die gesamte Wandstärke des Rohres ergibt, so dass das Ausfüllen der Schweissnaht in erster Linie auf Staucharbeit zurückzuführen ist.
Gemäss der Erfindung wird nun die Schweissnaht an der Rohrinnenfläche in der Schweisshitze, zweckmässig unmittelbar hinter der Schweissstelle niedergewalzt, so dass auch die geringen sich ergebenden Unebenheiten verschwinden. Ein solches Niederwalzen der Schweissnaht erfordert, da infolge der Abschrägung der Blechkanten die erforderliche De-
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Druck und damit verbunden einen geringen Krafrbeaarf.
Der geringe Druck hat den Vorteil, dass eine aussen angeordnete Gegenwalze entfallen kann und der Entfall dieser aussen angeordneten Gegenwalze hat, abgesehen von der konstruKtiven Vereinfachung wieder den Vorteil, dass die innen angeordnete Walze näher an die Schweissstelle herangerückt werden kann, wo wegen der Schweissrolle die Anordnung einer aussengelagerten Gegenwalze unmöglich ist und diese Verlagerung der innen angeordneten r1 Walze in die unmittelbare Nähe der Schweissstelle hat wiederum den Vorteil, dass die Schweiss hitze besser ausgenützt werden kann. Ausserdem kann je nach Einstellung des Druckes (mittels Druckschraube am Widerlager) das Ausmass des Niederwalzens der Innennaht verändert werden.
Besondere Vorteile bietet daher die Kombination der Massnahmen der Abschrägung der Blechkanten und des Niederwalzens der Schweissnaht inderSchweisshitze, da auf diese Weise eire praktisch völlig glatte Rohrinnenfläche erzielt werden kann, ohne dass das Problem der Abführung von Spänen aus dem Rohrinneren auftritt.Als besonders vorteilhaft ha: sich einAbschrägungs- winkel der Schweisskanten zwischen 20 und 450 gegen die Senkrechte zurbandebene erwiesen. Innerhalb dieses Bereiches kann bei grösseren Wandstärken der Abschrägungswinkel grösser une'bei kleineren Wandstärken kleiner gewählt werden.
Gemäss der Erfindung ist die Ausbildung so getroffen, dass sich die Abschrägung nur auf den Bereich der Blechkanten erstreckt, welcher der der Rohrinnenfläche bildenden Oberfläche benachbart ist, zweckmässig auf höchstens 1/3 der Blechstärke.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren erfolgt das Abschrägen der Blechkanten zweckmässig in einem Arbeitsgang mit dem Schweissen, indem das der Schweisseinrichtung zuzuführende Blechband mit der der Schweisseinrichtung entsprechenden Vortchubgeschwindigkeit zwischen Messern hindurchgezogen wird.
Eine der erfindungsgemässen Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine unmittelbar hinter der Schweissstelle im Inneren des Rohres angeordnete am Führungsmesser abgestützte Walze, welche gegen die zweckmässig aussen freiliegende Schweissnaht gedrückt ist. Ferner ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens im wesentlichen gekennzeichnet durch einen die Messer zur Abschrägung der Fandkante tragenden, das das Vormaterial bildende Band umgreifenden Rahmen, welcher in der Zugrichtung des Bandes abgestützt ist. Besondere Vorteile werden durch die kombinierte und gleichzeitige Anwendung dieser Vorrichtungen inderRohrschweissmaschine erreicht.
Um bei eventuellen Unebenheiten, wie sie beispielsweise auch durch Faltenbildung oder ungleiche Wandstärken des Ausgangsmaterials entstehen können, einen übermässigen Walzdruck zu vermeiden, kann gemäss der Erfindung die Walze gegen eine den Walzdruck begrenzende Feder abgestützt sein. Die Walze kann an ihrem Träger leicht. auswechselbar gelagert sein, so dass gegebenenfalls sich durch eine Schädigung der Walze ergebende Betriebsstörungen auf ein Mindestmass herabgesetzt werden. Es hat sich aber
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zusam-wirkende, beispielsweise von Rollen gebildete Anschläge geführt. Der Rahmen kann somit in gewissen Grenzen einem nicht präzisen, ungeraden Verlauf des Blechbandes folgen und gewährleistet trotzdem eine genaue Masshaltigkeit des Bandes und der Ränder.
Es wird eine Verdrückung des gegebenenfalls nicht völlig gerade verlaufenden Bandes vermieden und Abweichungen des Bandes von der geraden Linie werden ohnedies beim Einrollen des Bandes zur Rohrform ausgeglichen. Zweckmässig sind im Rahmen Rollen gelagert, welche die beiden Bandoberflächen im Bereiche der beiden Bandkanten fassen und auf diese Weise die Bandkanten im Arbeitsbereich der Messer präzise fuhren.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. l, 2 und 3 zeigen die Vorrichtung zur Abschrägung der Bandkanten, wobei Fig. 1 eine Frontansicht,' Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie m - m der Fig. 1 darstellt. Fig. 4 zeigt das Rohr an der Schweissstelle im Längsschnitt und die Anordnung der Walze im Rohrinneren. Fig. 5 und 6 zeigen Querschnitte nach Linie V-V bzw. VI-VI der Fig. 4. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 6, wobei das Rohr und die Schweissrolle nicht dargestellt sind. Fig. 8 zeigt in grösserem Massstab die Kante des zum Rohr einzurollenden Blechstreifens. Fig. 9 zeigt schematisch in grösserem Massstab den zum Rohr eingerollten Blechstreifen vor der Schweissung.
Beim kontinuierlichen Rohrschweissen wird das Band von einer Haspel abgewickelt und in das Maschinengerüst eingeführt. Vor der Schweissstelle erfolgt das Einrollen des Bandes zum Rohrquerschnitt und hinter der Schweissstelle verlässt das fertig geschweisste Rohr das Maschinengerüst und wird entsprechend abgelängt.
Vor der Schweissstelle ist nun im Maschinengeriist die Kantenhobelvorrichtung nach Fig. 1 bis 3 angeordnet. Diese Kantenhobelvorrichtung besteht aus einem Rahmen l, durch welchen das Blechband 2 in Richtung des Pfeiles 3 hindurchgezogen wird, und welcher auf einer Konsolwinkelplatte 4 in der Waagrechten auf Rollenlagern 5 verschiebbar ist. Die Konsolwinkelplatte 4 ist an der mittelsSchraubenspindel verstellbaren Bandführung der Rohrstrasse befestigt. Am Rahmen 1 sind zwei Kreuzsupporte 6, 6'mit den Hobelstähleu7. 7' sowie Bandklemmrolien 8, 8' und 9, 9' angebracht.
Das durch diese Vorrichtung durchlaufende Band 2 wird in der waagrechten Ebene mit Hilfe von zwei Führungsrollen 10, 10' festgehalten, welche den Rahmen 1 gegenüber dem Band 2 führen, so dass der Rahmen 1 jede seitliche Bewegung mitmachen kann. Die Randklemmrollen 8, 8'und 9, 9' sind so ausgebildet, dass das gegebenenfalls ungleiche Band an den Hobelkanten 11, 11' zu den Hobelstählen 7, 7' immer im gleichen Abstand bleibt. Die Kreuz-
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erforderlichen Anstellwinkel7, 7'sind zum Nachstellen der Schneiden 12, 12'während des Hobelns breit genug gehalten. Sämtliche Teile lassen sich der Bandbreite und Bandstärke entsprechend einstellen und feststellen.
Die Einrichtung nach Fig. 4 bis 7 dient nun zum Niederwalzen der inneren Schweissnaht. An einem Hebel 13 mit dem Stützpunkt 14, welcher ausserhalb des Rohres 2'am Führungsmesserhalter 15 angeordnet ist, ist ein Zwischenstück 16 befestigt, welches den Rohrspalt 17 vor der Schweissung durchdringt und zugleich als Verlängerung des Führungsmessers 20 ausgebildet ist. Mit dem Zwischenstück 16 ist eine Hebelverlängerung 21 fest verbunden, welche sich innerhalb des Rohres 2 befindet und die Ausnehmung 26 zur Aufnahme der Walzrolle 22 besitzt. Ausserdem ist vor der Walzrolle 22 ein Spritzblech 23 zum Schutze der Walzrolle22 und Lagerung 24 vorgesehen.
Im Hebelinneren ist eine Pressluftleitung 25 zur Kühlung der Hebelanordnung 13, 16, 21 sowie der Walzrolle 22 untergebracht. 32 stellt die Schweissrolle dar. Weiters ist zur Schmierung der Walzrollenlagerung noch eine Ölzufuhrleitung 27 vorgesehen. Am äusseren Ende des Hebels 13 ist zur Betätigung der Vorrichtung eine Druckspindel 28 mit einer zwischengeschalteten Druckfeder 29 zum Einstellen des jeweils der Schweissnaht entsprechenden Druckes angebracht. Die Druckfeder 29 hat den Zweck, den durch Unebenheiten entstehenden Überdruck aufzufangen. Durch Betätigung derDruckspindel 28wjd die Rolle 22 gegen die in Schweisshitze befindliche Innennaht gedrückt und walzt diese nieder.
Fig. 8 zeigt die Kante des zum Rohr einzuteilenden Blechstreifens. Die zu schweissenden Kanten 18
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Fig. 9 zeigt nun im grösseren Massstab das zum Rohrquerschnitt gerollte Band 2'. Die Schweisskanten 18, 19 sind abgeschrägt, so dass sie sich vor der Schweissung mm an der äusseren Rohroberfläche berühm
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BeiderHelstellungvonÖlfeldrohrenwird z.ss.dieForderunggestellt,dass derInnengratnur 0, 3 - O, 4 mm in seiner Höhe betragen darf. Beim Schweissen von Rohren mit 5, 5 mm Wanddicke a würde der scharfe Innengrat bei einer normalen Kantenausbildung 1, 2-1, 5 mm in seiner Höhe betragen. Durch Abschrägen der Kanten in einem Winkel von 300 (gemessen von der Normalen zur Bandebene) u. zw. derart, dass b 4, 5 - 4, 8 mm beträgt, ergibt sich ein flacher Innengrat von einer maximalen Hohe von 0, 4 mm.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bewährt sich auch bei höchsten Schweissgeschwindigkeiten und arbeitet störungsfrei Von Zeit zu Zeit ergibt sich die Notwendigkeit, die Niederwalzrollen sowie die Lage- rung derselbenzu reinigen, was jedoch leicht bewerkstelligt werden kann. weil es genügt, eioe kleine Öffnung autogenauszuschneiden. Dadurch, dassdieNiederwalzvorrichtung an keiner Stange befestigt ist, bleiben die Verhältnisse beim Einformwerk unbehindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verminderung oder Vermeidung des Innengrates bei kontinuierlich elektrisch widerstands-, induktiv-, oder konduktiv-geschweissten Rohren, dadurch gekennzeichnet, dass die zu ver- schweissenden Bandkanten derart abgeschrägt werden, dass sichdiebeim darauffolgendenFormenzuSchlitzrohren bildende Stossfuge an der Schweissstelle nach dem Rohrinnem zu erweitert und dass die Bandkanten sodann in einer Hitze durch Pressschweissung verbunden werden.