DE559295C

DE559295C - Verfahren und Maschine zur Herstellung von Rohren durch Aneinanderschweissen von Rohrstuecken

Info

Publication number: DE559295C
Application number: DE1930559295D
Authority: DE
Original assignee: Air Reduction Co Inc
Current assignee: Airco Inc
Priority date: 1929-12-16
Filing date: 1930-12-16
Publication date: 1932-09-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren durch Aneinanderschweißen von Rohrstücken. Die bisher bekannten Verfahren haben wesentliche Mängel, die insbesondere darin bestehen, daß die Rohrstücke, schlecht miteinander verschweißt werden und das hergestellte Rohr infolge innerer Spannungen krumm ist, so daß es gerichtet werden muß. Durch die Erfindung wird diesen Mängeln abgeholfen und erreicht, daß die hergestellten Rohre gerade und frei von inneren Spannungen und ihre Schweißnähte fester und gleichmäßiger sind.

Die Erfindung besteht darin, daß aneinanderstoßende Rohrstücke an ihren Stoßkanten zusammengeheftet, unter einen Schweißbrenner gebracht und um ihre Längsachse mit so großer Geschwindigkeit gedreht werden, daß der Schweißbrenner die Stoßkanten auf ihrem ganzen Umfang vorwärmt, ohne zu schweißen, worauf das Verschweißen der vorgewärmten Stoßkanten bei langsamerer Drehung der Rohrstücke erfolgt.

Eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Maschine ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt eine schematische Draufsicht der Maschine,

Fig. 2 eine Draufsicht eines zum Zuführen der Werkstücke dienenden Teiles der Maschine im größeren Maßstabe,

Fig. 3 eine Seitenansicht dieses Teiles und Fig. 4 eine Vorderansicht dieses Teiles.

Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines zum Drehen der Rohrstücke dienenden Teiles der Maschine,

Fig. 6 die Draufsicht dieses Maschinenteiles und

Fig. 7 eine Stirnansicht der Maschine.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 6 im größeren Maßstabe,

Fig. 9 den Brenner der Schweißvorrichtung und

Fig. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 6.

An die Vorratslager 6* der Rohrstücke 10 (Fig. 1) schließt sich eine aus Trägern 12 bestehende Bahn 13 an, auf der die Rohrstücke 10 nach einer Rollbahn 15 gerollt werden, die aus auf einem Arbeitstisch T angeordneten festen Rollenpaaren 25 und heb- und senkbaren Rollen 27 besteht. Die Bahn 13 ist zweckmäßig geneigt. Der Tisch T ist durch eine aus Teilen 39 und 20 zusammengesetzte Rollenbank mit einer aus einer Drehvorrichtung und einem Schweißbrenner bestehenden

Schweißmaschine W verbunden, die einen zum Antreiben der Drehvorrichtung dienenden Motor 26 aufweist.

Von den Trägern 12 gelangen die Rohrstücke 10 zwischen Rollen 25, die in Lagern 23 von Trägern 17 ruhen, die auf Trägern 19 angeordnet sind.

Die Bahn 13 ist so breit, daß zwei gleichachsig hintereinanderliegende Rohrstücke gleichzeitig auf die Rollbahn 15 gelangen können. Die Rollen 27 sind in Gabeln 29, 31 hydraulisch bewegbarer Kolbenstangen von Zylindern 37 gelagert, die zwischen den Trägern 19 angeordnet sind. Die Achsen der Rollen 27 sind in Schlitzen 33 von Schilden 35 verschiebbar geführt, die an den Trägern 19 befestigt sind.

Zwei von der Bahn 13 zwischen die Rollen 25 gelangte Rohrstücke 10 werden mit den einander zugekehrten Enden aneinandergestoßen und durch Schweißen an mehreren Stellen des Umfangs aneinandergeheftet. Das Zusammenheften des Rohrstoßes kann mittels eines Acetylen-Sauerstoffbrenners oder mittels Lichtbogenschweißung von Hand oder auf andere Art ausgeführt werden. Bei Rohren von etwa 200 mm lichter Weite haben sich drei Heftschweißungen von je 20 mm Länge als ausreichend erwiesen. Die zusammengehefteten Rohrstücke 10 werden mittels der Hubrollen 27 gehoben, so daß sie a.uf diesen über die Rollen 25 nach der Drehvorrichtung der Schweißmaschine W verschoben werden können, um Platz für das nächste anzuheftende Rohrstück 10 zu schaffen. Dieses Rohrstück wird auf die Rollen 27 gerollt und auf diesen verschoben, bis es mit einem Ende an das letzte der vorher zusammengehefteten Rohrstücke stößt, worauf die Stoßkanten in der gleichen Weise wie vorher an mehreren Stellen zusammengeheftet werden. Diese Arbeit wird mit folgenden Rohrstücken wiederholt, bis die zusammengehefteten Rohrstücke einen Rohrstrang bilden. Der Rohrstrang wird mit seinem vordersten Rohrstück über Rollen 112 der Rollbank 20 in die Drehvorrichtung der Schweißmaschine W eingeführt, die mit Spannfuttern zum Einspannen des Rohrstranges versehen ist.

Die Schweißmaschine W weist einen Grundrahmen 38 auf, der auf einem Fundament befestigt wird und dessen Vorderteil 40° mit einem Schlitten 34 versehen ist, der eine Schweißvorrichtung trägt. Auf dem Grundrahmen 38 sind zwei Lager 40 eines in ihnen drehbar gelagerten Zylinders 44 befestigt, dessen beide Enden mit Spannfuttern 22, 46 versehen sind. Bei 54 und 56 ist der Zylinder 44 zu einem Gehäuse für die Klemmbacken des Spannfutters verbreitert. Auf dem Zylinder ist ein Zahnrad 48 befestigt, das von einem Triebling 50 angetrieben wird, auf dessen Welle 52 (Fig. 6) ein Schneckenrad 60 festsitzt, dessen zugehörige, auf einer Welle

64 befestigte Schnecke 62 (Fig. 8) mittels einer Reibungskupplung 66, 67, 76 mit der Welle 72 eines schnellaufenden Motors 26 oder mittels einer Kupplung 68, 69, 78 mit dem Schneckengetriebe 70, 71 und der Welle 74 eines langsam laufenden Motors 28 verbunden werden kann. Die Kupplungen und das Schneckengetriebe sind in einem Gehäuse

65 angeordnet. Auf der Welle 64 ist eine Muffe 90 verschiebbar und undrehbar gelagert, die einen Ring 95 trägt, in welchem sich die Muffe 90 drehen kann. Mit geschlitzten

' Gelenken 84 der Muffe 90 stehen Zapfen 86 von Daumenhebeln 88 im Eingriff, deren Daumen 80, 82 auf die verstellbaren Reibscheiben der Kupplungen wirken. An dem Ring 95 greift ein bei 94 drehbar gelagerter Hebel 92 (Fig. 8) an, der durch eine Stange 96 mit einem auf einer Stütze χ00 gelagerten Handhebel 98 (Fig. 6) gelenkig verbunden ist, mittels dessen die Kupplungen abwechselnd ein oder ausgerückt oder gemeinsam in die Ausrückstellung gebracht werden können. Auf dem Grundrahmen 38 ist ein mit einer Kurbel 110 versehener Kontroller 10,8 für den Motor 28 angeordnet. Die beiden Motoren 26 und 28 ergeben in Verbindung mit der Kupplung und dem ausschließenden Getriebe zwei verschiedene Geschwindigkeiten, von denen die eine beim Vorwärmen und die andere beim Schweißen der Rohrstöße eingerückt wird. Zur Erzielung der verschiedenen Antriebsgeschwindigkeiten kann auch ein Vorgelege oder ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit nur einem Motor angewendet werden.

Die Lager 116, 122 der Rollen 112 werden von Schraubenspindeln 124 getragen und sind in senkrechten Nuten 118 von Böcken 120 des Grundrahmens 38 verschiebbar geführt. Die Schraubenspindel 124 greift in das Muttergewinde der Nabe eines Schneckenrades 126 ein, das von einer bei 130 gelagerten Schnecke 128 einer Welle 132 angetrieben wird. Die Schraubenspindeln 124 aller Lager 116 der Rollen 112 stehen untereinander durch die Welle 132 in zwangsläufiger Verbindung. Die Welle 132 ist mit der Welle 136 eines Handrades 138 durch ein Kegelräderpaar 134 verbunden. Anstatt der Schraubenspindeln können auch hydraulische Hebevorrichtungen oder Zahnstangengetriebe vorgesehen sein.

Die Rollenpaare 114 sind in gabelförmigen Haltern 1x5 gelagert, die auf einem brückenartigen Aufbau 140 des Grundrahmens 38 senkrecht verstellbar befestigt sind.

Der Schlitten 34 der Schweißvorrichtung ist auf einer aus Führungsprismen 144 fAbb. 7), bestehenden Schlittengeradführuug

142 verschiebbar gelagert und mit einer Grundplatte 146 versehen, die auf der einen Seite einen abwärts gerichteten Schenkel aufweist, in welchem ein mit einem Handrade 152 verbundenes Zahnrad 148 drehbar gelagert ist, das in eine unter dem Führungsprisma 144 befestigte Zahnstange 150 eingreift, so daß der Schlitten 34 auf dem Grundrahmen verschoben werden kann. Auf der Oberseite der Platte 146 ist eine Schlittenführung 151 angeordnet, die mit einer Nut 158 und einer in dieser angeordneten und bei 156 drehbar gelagerten Schraubenspindel 157 versehen und auf der eine Platte 154 verschiebbar gelagert ist, die mit einer in die Schraubenspindel 157 eingreifenden Mutter 159 verbunden und mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut 153 versehen ist. Die Schraubenspindel 157 ist mit einem Handrade 161 verbunden. Die Platte 154 ist j_-förmig gestaltet und trägt eine Strebe 155, auf deren oberem Ende 163 ein Arm 165 schwenkbar befestigt ist. An dem freien Ende des Schwenkarmes 165 ist ein Auslegerarm 160 angebracht. Der Auslegerarm 160 trägt eine Vorrichtung 172, die zum Einstellen des Halters 32 des Brenners 162, 170 über dem Rohrstoß 36 der Rohrstücke 10 dient. Ein biegsames Rohr 174 ist an den Brenner 162 angeschlossen und mit einer Vorrichtung 176 verbunden, die durch einen mittels eines Schalters 184 regelbaren und auf einer Platte 178 gelagerten Motor 180 angetrieben wird und die Zuführung des Schweißdrahtes durch das Rohr 174 hindurch bewirkt.

Der aus den aneinandergehefteten Rohrstücken 10 bestehende Rohrstrang wird durch Längsverschieben auf den Rollen 112 in die geöffneten Spannfutter 22, 46 des Zylinders 44 eingeführt und in diesen so eingespannt, daß die Stoßkanten der ersten beiden Rohrstücke unter den Schweißbrenner 170 zu liegen kommen. Durch Schließen der Kupplung 66, 67 wird der schnellaufende Motor 26 mit dem Räderpaar 48, 50 verbunden, so daß er den Zylinder 44 und mit diesem die Rohrstücke mit einer Umfangsgeschwindigkeit der Stoßkanten dreht, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rohrstücke beim Schweißen gedreht werden. Dadurch wird erreicht, daß der Brenner 170 den Rohrstoß nur vorwärmt. Die Drehung des Rohrstranges wird so lange fortgesetzt, bis der Rohrstoß an seinem ganzen Umfange erwärmt ist.

Bei der nun folgenden langsameren Drehung läßt sich die Schweißung des Rohrstoßes rasch durchführen. Um die Drehgeschwindigkeit des Rohrstößers auf das der Schweißgeschwindigkeit entsprechende Maß zu verringern, wird der Handhebel 98 so umgelegt, daß die Kupplung 66, 67 geöffnet und die Kupplungsscheiben der Kupplung 68, 69 miteinander in Eingriff gebracht werden, wodurch zunächst der Zylinder 44 gebremst wird und dann der Rohrstoß mittels des von dem langsam laufenden Motor 28 angetriebenen Zylinders 44 mit einer der Schweißgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit gedreht wird. Der Kontroller 108 ermöglicht ein genaues Regeln der Drehgeschwindigkeit.

Das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten beim Vorwärmen und Schweißen ist verschieden. In vielen Fällen beträgt die Ermäßigung der Drehgeschwindigkeit etwa 90 v. H.

Nach diesem Verfahren können gleich oder verschieden lange Rohrstücke in beliebiger Anzahl zu einem Rohrstrang verbunden werden.

Wenn zwei Rohrstücke zusammengeschweißt sind und verlängert werden sollen, wird das geschweißte Rohr nach Lösen der Spannfutter 22, 46 durch den Zylinder 44 hindurchgeschoben, bis der nächste Rohrstoß unter dem Schweißbrenner liegt. Dann wird der letztere Rohrstoß bei schneller Drehung vorgewärmt und hierauf bei langsamer Drehung geschweißt. Mit folgenden Rohrstücken wird ebenso verfahren, bis die gewünschte Länge des Rohres erreicht ist, das dann über die hinter der Drehvorrichtung angeordneten Rollen 112 die Schweißmaschine verläßt. Der Teil des Rohrstranges, der die letztere verlassen hat, muß selbstverständlich ebenfalls so gelagert werden, daß eine Drehung des Rohrstranges stattfinden kann.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zur Herstellung von Rohren durch Aneinanderschweißen von Rohrstücken, dadurch gekennzeichnet, daß aneinandergestoßene Rohrstücke (10) an ihren Stoßkanten aneinandergeheftet, unter einen Schweißbrenner (170) gebracht und um ihre Längsachse mit so großer Geschwindigkeit gedreht werden, daß der Schweißbrenner die Stoßkanten auf ihrem ganzen Umfang vorwärmt, worauf das Verschweißen der vorgewärmten Stoßkanten bei langsamerer Drehung des Rohres erfolgt.
2. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rollbahn (27, 112), auf der die Rohrstücke (10) mit ihren einander zugekehrten Enden aneinandergestoßen, aneinandergeheftet und durch Längsverschieben in eine Drehvorrichtung (44, 46) eingeführt werden.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß heb- und senkbare Rollen (25) vorgesehen sind, auf denen

die Rohrstücke (ίο) um ihre Längsachse gleichachsig zur Drehvorrichtung¹ (44, 46) drehbar sind.
4. Maschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung aus einem mindestens am Eintrittsende mit einem Spannfutter (22, 46) in Umdrehung versetzbaren Zylinder (44) besteht, durch den die bereits verschweißten Rohrstücke (10) hindurchgeschoben werden und der den gesamten Rohrstrang in Umdrehung in seine Achse versetzt.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung (44, 46) mit einem abwechselnd auf verschiedene Umlaufgeschwindigkeiten einstellbaren Antrieb versehen ist.
6. Maschine nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Drehvorrichtung (44, 46) mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgen kann, von denen die eine einer höheren Drehgeschwindigkeit des Rohrstranges als der Schweißgeschwindigkeit und die andere einer kleineren Drehgeschwindigkeit des Rohrstranges entspricht.
7. Maschine nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mittels zwei voneinander unabhängiger Motoren (26, 28) erfolgt, die verschiedene Umdrehungszahlen besitzen und abwechselnd mit der Drehvorrichtung (44, 46) kuppelbar sind.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung (44, 46) mit den beiden Motoren (26, 28) durch Reibscheibenkupplungen (66, 67 und 68, 69) abwechselnd kuppelbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen