Einrichtung zur Herstellung von Rohren mit schraubenlinienförmig verlaufender Schweissnaht Für die Herstellung von aus Bändern geschweiss- ten Rohren mit schraubenlinienförmig verlaufender Schweissnaht wird praktisch ausschliesslich Warm oder kaltgewalztes Band verwendet. Dieses Band ist in der Praxis nicht rechteckig, sondern meistens ge bogen, d. h. mit einem Säbel behaftet.
Dieser Säbel kommt durch einen unterschiedlichen Druck auf die Seiten oder durch eine unterschiedliche Temperatur der beiden Seiten des Bandes beim Walzen zustande und hat zur Folge, dass die eine Bandseite länger ist als die andere, gegenüberliegende Seite.
Das Band kommt zu Bandrollen (Coils) gewickelt in den Handel bzw. bei der Rohrherstellung zur Ver wendung. Diese Bandrollen sind jedoch häufig nicht regelmässig gewickelt, sondern zeigen ein Tele skop , d. h., dass die einzelnen Bandwindungen nicht genau übereinander liegen, sondern seitlich gegenein ander versetzt sind.
Bei der Herstellung von Rohren muss das Band vor dem eigentlichen Formen und Schweissen des Rohres vorbereitet werden. Zu dieser Vorbereitung gehört in erster Linie das Richten des Bandes in einer Richtmaschine und das Besäumen der Kanten. Letz teres dient einerseits dazu, das Band auf eine genaue Bandbreite zuzuschneiden, und weiterhin, die Kante für den eigentlichen Schweissprozess vorzubereiten. Hierbei kann es beispielsweise erforderlich sein, die Kanten etwas anzuschrägen.
Wenn nun eine Bandrolle mit Teleskop oder aus einem Band mit Säbel in eine Maschine zur Herstel lung von Schraubennahtrohren gelangt, besteht die Gefahr, dass sich das Band in der Maschine seitlich verschiebt und beispielsweise an einer Seite die Kan- tenbesäumung verlässt. Dies bedingt in der Regel einen mehrstündigen Betriebsunterbruch, da das Band aus der Maschine herausgenommen und neu ausgerichtet werden muss. Tritt ein derartiger Be- triebsunterbruch häufig auf, ist die Wirtschaftlichkeit des ganzen Verfahrens in Frage gestellt.
Es wurde häufig versucht, das Band durch starre oder auch elastische seitliche Führungen in die vor gesehene Bahn zu zwingen. Man hat hierzu in regel- mässigen Abständen Führungsrollen oder andere Führungskörper an dem Band angebracht, die den vorgesehenen Bandweg festlegen. Diese Massnahme war jedoch deswegen zum Scheitern verurteilt, weil entweder die Bandkanten oder die Führungsrollen zerstört wurden, was beides selbstverständlich einen ordnungsgemässen Betrieb ausschliesst.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass eine ge naue Bandführung nicht nur im Hinblick auf die Kantenbesäumung, sondern auch auf die Rohrfor mung und Schweissung erforderlich ist. Das Band muss nach Möglichkeit den Rahmen bzw. den Ma schinenteil, der die Bandvorbereitung und die Band rolle enthält, immer genau an der gleichen Stelle verlassen, da sonst die Schweissung wegen Zu- oder Abnahme des Schweisspaltes gefährdet wird.
Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Herstellung von Schraubennaht- rohren zu schaffen, bei welchen die oben erwähnten Nachteile auch dann nicht auftreten, wenn Bänder mit einem starken Säbel oder Bandrollen mit starkem Teleskop zur Verwendung gelangen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich- tung zur Herstellung von Rohren mit schraubenli nienförmig verlaufender Schweissnaht, mit einem die Bandrolle und die bandvorbereitenden Elemente tra genden Grundrahmen, dessen Winkel zu der Achse des entstehenden Rohres einstellbar ist. Kennzeich nend ist, dass sich auf dem Grundrahmen ein Schwenkrahmen befindet, der an seinem dem Rohr zugewandten Ende drehbar an dem Grundrahmen befestigt ist und wenigstens die Kantenbesäumungs- vorrichtungen und das Treibgerüst trägt.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der bei liegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellen: Fig.l eine Einrichtung zur Herstellung von Schraubennahtrohren in Draufsicht, Fig. 2 die Einrichtung der Fig. 2 mit einem säbe- ligen Band, Fig. 3 der Schwenkrahmen in Draufsicht mit sä- beligen Bändern, Fig. 4 der Coilhalter in Seitenansicht, Fig. 5,
<I>6a</I> und 6b die Verbindung von den Band kanten bei der Herstellung von Rohren aus säbeligem Band, und Fig.7a und 7b die Kantenvorbiegung bei der Herstellung von dünnwandigen Rohren aus Bändern mit Säbel.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ein richtung zur Herstellung von Rohren mit schrauben- linienförmig verlaufender Schweissnaht wird am Ende des Haupt- bzw. Grundrahmens 7 das Coil bzw. die Bandrolle 10 eingelegt. Das sich kontinuierlich von dem Coil 10 abwickelnde Band 9 gelangt zu nächst zu einer Einrichtung 11, die dazu bestimmt ist, zwei Bänder miteinander zu verbinden. Die Verbin dungseinrichtung enthält beispielsweise zwei Quer scheren (nicht dargestellt) zum Querschneiden des auslaufenden Endes eines Bandes und des einlaufen den Endes des nächstfolgenden Bandes.
Weiterhin enthält die Verbindungseinrichtung 11 eine Quer- schweisseinrichtung, um die durch die Querscheren glatt abgeschnittenen Kanten miteinander zu ver- schweissen (nicht dargestellt). Das Band läuft wäh rend des normalen Betriebes durch die Verbindungs einrichtung 11 hindurch, ohne bezüglich des Band laufes oder der Bandausrichtung beeinflusst zu wer den.
Nach Verlassen der Verbindungseinrichtung 11 gelangt das Band zu der Richtmaschine 12. Die Richtmaschine 12 besteht, wie üblich, aus einer Reihe von beidseitig auf das Band einwirkenden Rol len, wobei der zwischen den Rollen befindliche Pfad derart gewunden ist, dass das Band wiederholt in je weils entgegengesetzter Richtung gebogen wird. Das die Richtmaschine 12 verlassende Band ist somit weitgehend eben. Vorzugsweise sind die von einer Seite auf das Band einwirkenden Richtwalzen in einem gemeinsamen Rahmen befestigt, der beispiels weise hydraulisch zugestellt und ausser Eingriff ge bracht werden kann. Dies kann gegebenenfalls von Vorteil sein, wie dies später noch erläutert werden wird.
Das Band gelangt nach Verlassen der Richtma- schine zu der mit 13 bezeichneten Kantenbesäu- mungseinrichtung. Die Kantenbesäumungseinrich- tung kann beispielsweise aus zwei Kreismessersche- ren und zwei sich diesen anschliessenden Fräsköpfen bestehen. Hinter der Kantenbesäumungseinrichtung befindet sich das Treibgerüst 14, welches beispiels- weise zwei von oben und unten unter Druck an das Band anliegende Treibwalzen umfasst. Wenigstens eine Treibwalze ist motorisch angetrieben.
Die Treib- walzen ziehen das Band einerseits durch die bisher beschriebenen Vorrichtungen und schieben es ande rerseits durch die sich anschliessende (nicht darge stellte) Verformungsvorrichtung. Die Verformungs- vorrichtung biegt, wie allgemein bekannt, das Band derart, dass die in der Darstellung links liegende Bandkante 9a nach Durchlaufen einer Schraubenlinie mit der rechten Bandkante 9b in Kontakt gelangt. An dem mit P bezeichneten Kontaktpunkt werden die beiden Bandkanten miteinander verschweisst.
Es ist zu ersehen, dass der Formungswinkel a, die Band breite<I>B</I> und der Durchmesser<I>D</I> des herzustellenden Rohres der folgenden Beziehung genügen müssen: B=_@rD-sina Das auf die beschriebene Weise hergestellte Rohr 16 verlässt die gesamte Einrichtung in der Richtung des Pfeiles 17, wobei es sich um seine eige ne Achse dreht.
Der mit 7 bezeichnete Hauptrahmen ist um den mit A bezeichneten Punkt schwenkbar. Eine Schwenkbewegung ist beispielsweise erforderlich, um den Rahmen entsprechend einem anderen Verhältnis von Rohrdurchmesser zu Bandbreite anzupassen, d. h. um den Winkel a zu verändern.
Der Hauptrahmen verläuft auf Schienen 20, 21 und 22 und kann beispielsweise auf alle Winkel a zwischen 7 und 50 eingestellt werden.
Um nun die Verarbeitung von säbeligem Band zu ermöglichen, ist ein Schwenkrahmen 25 drehbar auf dem Hauptrahmen befestigt. Der Drehpunkt des Schwenkrahmens ist mit B bezeichnet. Der Schwenk rahmen trägt vorzugsweise wenigstens einen Gross teil der Vorrichtungen, die entweder das Band fest einspannen, d. h. zu halten bestrebt sind, oder die eine genaue Bandführung erfordern.
Bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel sind auf dem Schwenk rahmen die Richtmaschine 12, die Kantenbesäu- mungsvorrichtung 13 und das Treibgerüst 14 be- festigt. Zur Erläuterung der Zweckmässigkeit dieser Massnahme sei auf Fig. 2 verwiesen, die die Einrich tung der Fig. 1 mit einem säbeligem Band zeigt. In Fig. 2 ist mit 9 das gerade Band in der Sollage be zeichnet und mit 9' das säbelige Band.
In Fig. 2 hat sich der Hauptrahmen 7 nach dem Auftreten des Sä bels in dem Band bereits derart verstellt, dass der Winkel a des einlaufenden Bandes wieder seinen Sollwert erreicht hat. Die Verstellung des Haupt rahmens 7 zur Aufrechterhaltung des durch die oben angegebene Beziehung gegebenen Winkels a kann entweder von Hand oder automatisch erfolgen. In der Praxis hat sich die Einstellung von Hand, d. h. die Steuerung des den Rahmen 7 verschwen!kenden Mo tors durch den Schweisser als zweckmässig herausge stellt, der die Schweissung an dem Punkt P über wacht.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass sich der Hauptrahmen 7 nun nicht mehr in der Lage befindet, die einem Band ohne Säbel entspricht, d. h., dass die Seitenkanten 7a des Rahmens 7 nicht mehr parallel zu dem Band 9 ohne Säbel verlaufen. Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, dass sich der Schwenkrahmen: 25 gegenüber dem Hauptrahmen 7 im Uhrzeigersinn gedreht hat. Der Schwenkrahmen 25 folgt somit zu folge seiner drehbaren Anordnung dem Säbel des Bandes.
Es ist somit wirksam verhindert worden, dass ein säbeliges Band auf irgendwelche Seitenfüh- rungselemente aufläuft oder aus der Kantenbesäu- mungsvorrichtung herausläuft.
Ein entscheidender Vorteil des beschriebenen Schwenkrahmens besteht jedoch darin, dass das Band vor dem Eintreten in die Verformungsvorrichtung unabhängig von der Richtung oder dem Vorhanden sein eines Säbels immer in nahezu der gleichen Lage verbleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Drehpunkt B an dem vorderen Ende des Schwenk rahmens 25 liegt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass das Band immer wenigstens nahezu symmetrisch zu dem Drehpunkt B verläuft. Irgendwelche seitliche Abweichungen der Bandkanten von dem Schweiss- punkt P können daher nur sehr gering sein. Der Schweisspunkt P selbst bleibt somit nahezu ortsfest, was gegenüber den bisherigen Maschinen der genann ten Art als ein erheblicher Vorteil zu betrachten ist.
Innerhalb des Schwenkrahmens 25 ist das Band an den vier Punkten R, S, T und V geführt. Die vier Führungspunkte können beispielsweise federbelastete Rollen oder sonstige Führungselemente sein. Der Zweck der Führung des Bandes mittels vier Punkten soll anhand von Fig.3 erläutert werden, die den Schwenkrahmen mehr im Einzelnen zeigt.
Gemäss Fig. 3 befindet sich bei dem Eintritt des Bandes in den Schwenkrahmen 25 eine erste Füh rungsstelle, die die Führungsrollen entsprechend den Punkten T und V enthält. Diese Führungsrollen be wirken ein seitliches Ausschwenken des Schwenkrah mens. Läuft das Band beispielsweise auf die Rolle des Punktes T auf, verschwenkt sich der Rahmen 25 in die in Fig. 2 gezeigte Lage. Eine weitere Führungs stelle befindet sich an dem entgegengesetzten Ende des Rahmens 25 und umfasst die den Punkten R und S entsprechenden Führungsrollen.
Diese Rollen gewährleisten, dass das Band auch z. B. bei einem Säbelwechsel symmetrisch zu dem Drehpunkt B verläuft. Durch die eingezeichneten sä- beligen Bänder ist ohne weiteres ersichtlich, dass die vier Punkte in der Lage sind, Bänder mit praktisch beliebigem Säbel zu führen, ohne dass die Gefahr einer Kantenbeschädigung besteht.
Bei dem Schwenkrahmen in Fig. 3 ist zu ersehen, dass das Treibgerüst 14 zwei Rollenpaare 30 und 31 umfasst. Eine Rolle des Rollenpaares 31 ist an einem Motor 32 angeschlossen, während die Rollen des Rollenpaares 30 frei mitlaufen. Das in der Darstel lung rechte Lager der Rollen 30 ist jedoch in der Richtung des Pfeiles 33 verschiebbar; hierdurch kann die Lage des Bandes in dem Schwenkrahmen 25 be- einflusst werden.
Wird in der Einrichtung beispiels weise sehr dünnes Band verarbeitet, besteht die Ge- fahr, dass es durch die Rollen bei den Punkten R und S seitlich nicht verschoben werden kann. Zu diesem Zweck können die federbelasteten Rollen mit Schal tern verbunden sein, die dann ein Signal erzeugen, wenn der auf eine Rolle ausgeübte Druck so hoch ist, dass eine Beschädigung der dünnen Bandkante zu befürchten ist. Bei der Abgabe eines Signals wird nun das rechte Lager der Walzen 30 derart verschoben, dass eine Korrekturbewegung des Bandes in dem Schwenkrahmen 25 zustande kommt.
Wird beispiels weise die Rolle an dem Punkt S zu stark belastet, wird das rechte Lager der Rollen 30 in der Darstel lung nach unten verschoben, womit eine Wanderung des Bandes nach links verbunden ist.
In ähnlicher Weise kann auch mit den Rollen der Punkte<I>T</I> und<I>V</I> ein Schalter verbunden sein, der an zeigt, wenn eine Bandkantenbeschädigung zu be fürchten ist. Dies tritt unter Umständen dann auf, wenn das Band zu dünn ist, um die zur seitlichen Verschiebung des Schwenkrahmens erforderlichen Kräfte zu übertragen. Für diesen Fall kann es vor teilhaft sein, den Schwenkrahmen mit einem Motor antrieb, z. B. hydraulischen Kolben auszurüsten, der dann den Schwenkrahmen im Sinne des Säbels seit lich verschiebt.
Die Punkte T und V müssen nicht unbedingt am, in der Darstellung unteren Ende des Schwenkrah mens vorgesehen sein, sie können gegebenenfalls auch zwischen der Richtmaschine 12 und der Kanr tenbesäumungsvorrichtung 13 liegen. In diesem Fall ist es zweckmässig, die an den Rollen vorgesehenen Endschalter zum Lüften bzw. Entlasten von Richt walzen zu verwenden.
Fig.4 zeigt die Coilaufnahmevorrichtung der Einrichtung zur Herstellung von Schraubennahtroh- ren. Das Coil 10 ist während des normalen Abwik- kelns zwischen Konen 39 (Fig. 1) gehalten. (In Fig. 4 nicht gezeigt).
Damit sich auch beim Abwickeln des Bandes von dem Coil zwischen Coilachse und Band wanderungseinrichtung ein Winkel ausbilden kann, ist etwa 270 vor der eigentlichen Abwicklungsstelle eine motorisch angetriebene Friktionswalze 41 vor gesehen, die die oberste Coilwindung anhebt, so dass eine Schleife 40 gebildet wird.
Diese Schleife gestattet eine gewisse Verwindung des Bandes zum Ausgleich eines Teleskops, oder eines Winkels zwischen Coil- achse und Bandwanderrichtung beim Auftreten eines Säbels. Aus Fig. 2 ist dieser Winkel ss ohne weiteres ersichtlich. Unmittelbar hinter dem Coil können seit liche Schalter vorgesehen sein (nicht dargestellt), die ansprechen, wenn das Band sich seitlich verschiebt. Diese Schalter können dann die beiden Konen 39 z.
B. über hydraulische Antriebe derart verschieben, dass das Band unmittelbar hinter dem Coil seiner Sollage wieder einnimmt.
Das Band läuft nach Verlassen des Coils auf Rol len 43. Zum Lösen der Bandzunge, d. h. des vorde ren Endes des Bandes von dem Coil, ist ein Lösekeil 42 vorgesehen, der beispielsweise in der Richtung des Pfeiles 42a bewegt werden kann. Beim Lösen wird ein Bock 44 soweit nach oben bewegt, bis die ange triebene Rolle 45 mit dem Coil in Eingriff gelangt.
Es wurde bereits erwähnt, dass bei einem säbeli- gen Band die eine Kante länger ist als die andere. Bei der eigentlichen Rohrherstellung muss dies dadurch berücksichtigt werden, dass die Kanten nicht fluch tend miteinander verschweisst werden. Vielmehr muss beispielsweise die rohrseitige Schweisskante 53 gegenüber der bandseitigen Schweisskante 54 im Sinne der Pfeile 51 oder 50 derartig verschoben wer den, dass die kürzere Kante einen kleineren: Zylinder in dem Rohr beschreibt als die längere Kante des sä- beligen Bandes (Fig. 5).
Die Steuerung des Kanten versatzes gemäss den Fig. <I>6a</I> und 6b kann in Abhän gigkeit von der Auslenkung des Schwenkrahmens 25 erfolgen.
Bei dünnwandigem Material muss beispielsweise die rechte Kante des einlaufenden Bandes in der Weise aufgebogen werden, wie dies in Fig. 7a darge stellt ist. Nach dem Biegen nimmt die Kante die in Fig. 7b gezeigte Form an. Die Kante beschreibt dem nach einen kleineren Kreis, als dies der eigentlichen Kantenlänge entspricht. Somit ist eine Säbelkorrektur auch bei dünnwandigem Material bei der Herstellung von Schraubennahtrohren möglich. Auch in diesem Fall kann die Steuerung durch die Auslenkung des Schwenkrahmens 25 erfolgen.
Abschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass mit dem Schwenkrahmen 25 und mit den seitlich ver schiebbaren Konen 39 zwei in der Vorrichtung 11 miteinander zu verbindende Bänder in Flucht ge bracht werden können, d. h. seitlich so verschoben werden können, dass kein seitlicher Kantenversatz auftritt.