ES2243769T3 - Dispositivo para fabricar un tubo. - Google Patents
Dispositivo para fabricar un tubo.Info
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Abstract
Dispositivo (1) para fabricar un tubo (2) con sección transversal poligonal, con preferencia rectangular, que presenta una unidad de soldadura de tubos (3) en la que, a partir de un fleje metálico plano se conforma el tubo (2) y éste se suelda en el punto de costura que se produce, así como una unidad de laminación (4) que se conecta a la unidad de soldadura de tubos (3) en la dirección de alimentación (R) del tubo (2), que lamina el tubo (2) fundamentalmente en el contorno deseado, con sección transversal poligonal, estando dispuesta después de la unidad de laminación (4) en la dirección de alimentación del tubo una unidad de laminación por bombeado (5), que para al menos dos lados de tubo (6, 7) opuestos del tubo (2) presenta cilindros (8, 9) convexos de forma bombeada, caracterizado porque la unidad de laminación por bombeado (5) presenta medios (11) que son adecuados para guiar la unidad de laminación por bombeado, en una dirección transversal a la dirección longitudinal (L) del tubo (2), de tal modo a continuación de la desviación del tubo, que no ejerce ninguna fuerza sobre el tubo (2) o solamente fuerzas mínimas, que podrían desviar el tubo transversalmente a su eje longitudinal.
Description
Dispositivo para fabricar un tubo.
La invención se refiere a un dispositivo para
fabricar un tubo con sección transversal poligonal, con preferencia
rectangular, que presenta una unidad de soldadura de tubos en la
que, a partir de un fleje metálico plano se conforma el tubo y éste
se suelda en el punto de costura que se produce, así como una unidad
de laminación que se conecta a la unidad de soldadura de tubos en la
dirección de alimentación del tubo, que lamina el tubo
fundamentalmente en el contorno deseado, con sección transversal
poligonal, estando dispuesta después de la unidad de laminación en
la dirección de alimentación del tubo una unidad de laminación por
bombeado, que para al menos dos lados de tubo opuestos del tubo
presenta cilindros convexos de forma bombeada, como se ha dado a
conocer mediante el documento
GB-A-878713.
Se conocen otros dispositivos de esta clase para
fabricar tubos de costura longitudinal. En el documento
DE-AS 12 89 814 se describe cómo a partir de un
fleje metálico, que se alimenta a una instalación de soldadura de
tubos, se conforma un tubo. Para acabar el tubo debe soldarse el
fleje metálico conformado tubularmente en el punto de costura que se
obtiene. En el documento DE-OS 19 23 241 y en el
documento DE 32 12 365 C2 pueden encontrarse detalles constructivos
sobre esto para configurar los cilindros necesarios, que sujetan el
tubo durante la soldadura, así como para controlar el chorro
de
soldadura.
soldadura.
A partir del tubo soldado, con sección
transversal todavía circular, puede conformarse en un proceso de
laminación subsiguiente un tubo con sección transversal rectangular.
Con ello actúan parejas de cilindros configurados
correspondientemente sobre el tubo; normalmente las parejas de
cilindros están dispuestos en un número de cajas de calibración que
se conectan unas tras otras en la dirección de alimentación del
tubo. El objetivo es con ello conformar el tubo de tal manera, que
adopte idealmente el contorno deseado, por ejemplo la forma
rectangular.
Para que el tubo soldado, que está sometido a
considerables tensiones a causa del proceso de conformación y
soldadura, sea recto a lo largo de su eje longitudinal, se requiere
asimismo un proceso de enderezamiento postconectado en el cual se
crea la rectiliniedad del tubo mediante "doblado en recto".
En especial durante la fabricación de tubos
rectangulares ha demostrado ser con ello problemático que el
material del tubo, a causa de sus tensiones internas, tenga la
tendencia a abovedarse, de tal modo que no se obtenga el contorno
rectangular deseado; más bien los lados del rectángulo, sobre todo
los lados largos, están arqueados al menos mínimamente de forma
convexa hacia fuera, lo que significa una variación de forma en
comparación con el contorno
deseado.
deseado.
La invención se ha impuesto por ello la tarea de
perfeccionar de tal modo un dispositivo de la clase citada al
principio, que se eliminen los inconvenientes descritos.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención
mediante las particularidades contenidas en la reivindicación
independiente.
A este respecto la invención pretende impedir que
queden limitadas la precisión y la eficiencia del proceso de
enderezamiento, si aparte de las fuerzas de enderezamiento actúan
sobre el tubo fuerzas adicionales, que son de esperar
predominantemente del proceso de bombeado-laminado.
Para que este proceso no perturbe el proceso de enderezamiento, la
unidad de bombeado se configura de forma "flotante", los
cilindros de bombeado se hacen seguir consecuentemente en
dependencia de la desviación del tubo -obligada por el
enderezamiento del tubo- sin carga a continuación del desvío del
tubo. De forma ventajosa el tubo poligonal o rectangular fabricado
tiene exactamente el contorno deseado; ya no existen lados
abovedados de forma no deseada.
Los medios para guiar la unidad de laminación por
bombeado presentan con preferencia al menos una unidad de
movimiento, con la que puede moverse la unidad de laminación por
bombeado transversalmente a la dirección longitudinal del tubo.
Estos medios representan de forma preferida un circuito de
regulación, compuesto de al menos un sensor, un regulador y al menos
una unidad de movimiento.
Como unidad de movimiento puede estar previsto un
elemento eléctrico de accionamiento, en especial uno con un motor
eléctrico y un engranaje. Como engranaje puede estar previsto un
husillo roscado para el movimiento lineal de los cilindros.
Alternativamente puede usarse como unidad de movimiento también un
elemento hidráulico de accionamiento, en especial un sistema de
émbolo-cilindro.
Para optimizar el resultado de laminación del
proceso de bombeado puede preverse medios de ajuste, con los que
puede ajustarse la distancia radial de los cilindros de
bombeado.
Los medios para guiar la unidad de laminación por
bombeado pueden mover ventajosamente los cilindros con relación a
una caja de bombeado-laminación o montante de
laminador fijos. Para mejorar la fabricación de un tubo rectangular
se ha previsto finalmente, conforme al perfeccionamiento, que la
unidad de laminación por bombeado presente al menos dos parejas de
cilindros, cuyos ejes están dispuestos para laminar el tubo
rectangular girados en ángulo recto uno con relación al otro.
En el dibujo se han representado ejemplos de
ejecución de la invención. Aquí muestran:
la figura 1, esquemáticamente, la estructura de
un dispositivo para fabricar un tubo rectangular,
la figura 2 una estructura modificada
insignificantemente del dispositivo conforme a la figura 1,
la figura 3 el corte a través de una unidad de
laminación por bombeado en la dirección de alimentación del tubo
y
la figura 4 una configuración alternativa a la
figura 3.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente la estructura de un dispositivo 1, sobre el que se
ha fabricado un tubo rectangular 2. Al dispositivo 1 se alimenta
desde la izquierda -en la dirección de alimentación R- un fleje
metálico plano 19. Éste se dobla de un modo conocido no representado
con más detalle para formar un tubo de sección transversal circular,
que se suelda en la unidad de soldadura de tubos 3, es decir, el
fleje metálico doblado para formar un tubo se suelda en el punto de
costura resultante por medio del aparato de soldadura 20
representado sólo esquemáticamente. Durante el proceso de soldadura
se guía el tubo 2 mediante los cilindros 21.
Al final de la unidad de soldadura de tubos 3 se
presenta el tubo 2 acabado, con sección transversal circular, lo
que se ha indicado esquemáticamente en la figura 1. Este tubo 2
quiere convertirse ahora en un tubo rectangular. Para esto se ha
previsto la unidad de laminación 4, que se compone de varias
unidades laminadoras de calibración - en la figura 1 de dos, que
están dispuestas unas tras otras en la dirección de alimentación R.
Cada dos parejas de cilindros de calibración cooperantes 22, 23, 22'
y 23' forman paulatinamente hasta el final de la unidad de
laminación 4 el deseado perfil rectangular, lo que se ha indicado en
la figura 1 de nuevo esquemáticamente. En el ejemplo de ejecución
esto se produce mediante cuatro parejas de cilindros 22, 23, 22' y
23', que están dispuestos giradas en cada caso 90º.
Como consecuencia de las tensiones obligadas por
el proceso de soldadura y el proceso de conformación en el tubo 2,
éste no es recto al principio a lo largo de su dirección
longitudinal L. Por ello se postconecta un proceso de
enderezamiento, que genera la rectiliniedad del tubo. En la figura 1
se ha indicado sólo muy esquemáticamente cómo se produce esto: la
unidad enderezadora 10 se compone actualmente de un elemento que
puede ejercer, en gran medida perpendicularmente al eje longitudinal
L del tubo 2, una fuerza sobre el tubo. Como puede verse en la
figura 1, el tubo 2 se desvía con esto perpendicularmente a la
dirección de alimentación R. Debido a que el tubo 2 se sujeta
mediante las parejas de cilindros 22 ó 23' de las (últimas según se
mira en la dirección de alimentación R) cajas de calibración, se
induce durante el desvío del tubo 2 mediante la unidad enderezadora
10 una deformación por flexión en el tubo 2, que está dirigido en
sentido contrario a la flexión ya contenida en el tubo.
De este modo el tubo es en conjunto "doblado en
recto". El proceso de enderezamiento tiene lugar con ello en los
dos ejes, que son perpendiculares a la dirección longitudinal L del
tubo 2 (en la figura 1 sólo se ha representado la flexión alrededor
de uno de los ejes). Asimismo se produce el proceso de
enderezamiento automáticamente, aunque en la figura 1 no existe para
esto una representación más detallada. El proceso de enderezamiento
se corresponde con el estado general de la técnica.
En la figura 2 se ha representado
esquemáticamente que la unidad enderezadora 10 puede componerse
también de varios elementos de entallado 10a, 10b, 10c, que pueden
ejercer fuerzas perpendiculares al eje longitudinal ideal L sobre el
tubo 2, para doblarlo en contra de la flexión contenida en el tubo y
de este modo enderezarlo. Las fuerzas ejercidas por los elementos de
entallado 10a, 10b, 10c están indicadas esquemáticamente mediante
flechas. De nuevo la flexión sólo se ha representado alrededor de un
eje; del mismo modo el tubo 2 puede doblarse alrededor de un eje
perpendicular a éste y, por medio de esto, enderezarse también en
este eje.
Para actuar en contra de la tendencia del tubo
perpendicular 2 de que los lados de tubo 6 y 7 (véase la figura 3)
se arquean hacia fuera, se ha previsto una unidad de laminación por
bombeado 5.
Con ello se trata conforme a la figura 1 de una
unidad de laminación, que está dispuesta entre la unidad de
laminación 4 y la unidad enderezadora 10. Conforme a la figura 2,
sin embargo, la unidad de laminación por bombeado 5 también puede
estar dispuesta en la región de la unidad enderezadora 10.
La unidad de laminación por bombeado 5 tiene dos
cilindros de bombeado 8 y 9, que presentan en cada caso una forma
convexa bombeada. Al pasar por la unidad de laminación por bombeado
5 se abocardan cóncavamente los lados de tubo 6 y 7. Con ello se
elige de tal modo el bombeado de los cilindros de bombeado 8, 9
-empíricamente o mediante cálculos, que la concavidad inducida en el
tubo 2 por los cilindros 8, 9 es tan grande, que se compensa con el
abovedamiento de los lados de tubo 6, 7. En total se obtiene de este
modo un contorno exactamente recto de los lados de tubo 6 y 7, como
es deseado.
Para que el proceso de enderezamiento por medio
de la unidad enderezadora 10 no se vea limitado por el proceso de
bombeado y las fuerzas que actúan durante el mismo, los cilindros de
bombeado 8, 9 están montados de forma "flotante" con relación
al eje longitudinal del tubo L. Por estos cilindros 8, 9 no se
ejerce por tanto ninguna fuerza perpendicularmente al eje
longitudinal L del tubo 2.
Con este fin se han previsto medios 11 para guiar
la unidad de laminación por bombeado 5 perpendicularmente al eje
longitudinal L del tubo 2. En el caso de estos medios se trata de un
sensor 14 para recoger el desvío actual (vertical) del tubo 2
respecto a la línea ideal 24 (véase la figura 1) así como de una
unidad de movimiento 12 para mover verticalmente los cilindros de
bombeado 8, 9. El sensor 14 y la unidad de movimiento 12 están
unidos entre sí a través de un regulador 16. Si el sensor 14 detecta
un desvío del tubo 2 respecto a la línea ideal 24, el regulador
provoca que los cilindros de bombeado 8, 9 se muevan verticalmente
con relación a su caja de bombeado-laminación 18
fija, de tal modo que desde los cilindros 8, 9 no se transmite
sobre el tubo 2 ninguna fuerza perpendicular al eje longitudinal L.
El proceso de enderezamiento puede realizarse por medio de esto sin
adulteración y, de este modo, de forma
eficiente.
eficiente.
Como puede verse en la figura 3, el movimiento de
los cilindros de bombeado 8, 9 se realiza con ello en dos ejes: se
ha previsto tanto un sensor 14 para recoger el desvío vertical del
tubo 2 como un sensor 15 para recoger el desvío horizontal. El
regulador 16 controla, partiendo de los valores recogidos por los
sensores 14 y 15, dos unidades de movimiento 12 y 13, de tal manera
que los cilindros de bombeado 8, 9 se hacen seguir en el caso tanto
de desvíos verticales como horizontales.
La fuerza ejercida sobre el tubo por los
cilindros de bombeado 8, 9 es prefijada por medios de ajuste 17
(véase la figura 3). Estos ajustan los dos cilindros 8 y 9 uno con
relación al otro.
Fundamentalmente tienen sobre todo los lados de
tubo más largos la tendencia, en el caso de un tubo rectangular, a
abovedarse. En cualquier caso también los lados más cortos del tubo
pueden verse afectados por el abovedamiento.
En el ejemplo de ejecución según la figura 4
puede verse por tanto que una laminación con bombeado del tubo
rectangular también puede producirse por los cuatro lados 6, 6', 7,
7' del tubo 2.
El tubo 2 hace contacto en el caso representado
con un total de cuatro cilindros de bombeado 8, 9 y 8', 9'; todos
los lados de tubo 6, 7 y 6', 7' se laminan por ello cóncavamente.
Esquemáticamente se ha representado de nuevo que los cilindros de
bombeado 8, 9, 8', 9' se hacen seguir, con relación a la caja fija
de bombeado-laminación o al montante de laminador
18, conforme al desvío actual del tubo.
- 1
- Dispositivo para fabricar un tubo
- 2
- Tubo
- 3
- Unidad de soldadura de tubos
- 4
- Unidad de laminación
- 5
- Unidad de laminación por bombeado
- 6
- Lado del tubo
- 7
- Lado del tubo
- 6'
- Lado del tubo
- 7'
- Lado del tubo
- 8
- Cilindro de bombeado (cilindro superior)
- 9
- Cilindro de bombeado (cilindro inferior)
- 8'
- Cilindro de bombeado
- 9'
- Cilindro de bombeado
- 10
- Unidad enderezadora
- 10a
- Elemento de entallado
- 10b
- Elemento de entallado
- 10c
- Elemento de entallado
- 11
- Medio para guiar la unidad de laminación por bombeado 5
- 12
- Unidad de movimiento vertical
- 13
- Unidad de movimiento horizontal
- 14
- Sensor vertical
- 15
- Sensor horizontal
- 16
- Regulador
- 17
- Medio de ajuste
- 18
- Caja de bombeado-laminación
- 19
- Fleje metálico
- 20
- Aparato de soldadura
- 21
- Cilindros
- 22
- Cilindro de calibración
- 23
- Cilindro de calibración
- 22'
- Cilindro de calibración
- 23'
- Cilindro de calibración
- 24
- Línea ideal
- R
- Dirección de alimentación
- L
- Dirección longitudinal del tubo 2
Claims (9)
1. Dispositivo (1) para fabricar un tubo (2) con
sección transversal poligonal, con preferencia rectangular, que
presenta una unidad de soldadura de tubos (3) en la que, a partir de
un fleje metálico plano se conforma el tubo (2) y éste se suelda en
el punto de costura que se produce, así como una unidad de
laminación (4) que se conecta a la unidad de soldadura de tubos (3)
en la dirección de alimentación (R) del tubo (2), que lamina el tubo
(2) fundamentalmente en el contorno deseado, con sección transversal
poligonal, estando dispuesta después de la unidad de laminación (4)
en la dirección de alimentación del tubo una unidad de laminación
por bombeado (5), que para al menos dos lados de tubo (6, 7)
opuestos del tubo (2) presenta cilindros (8, 9) convexos de forma
bombeada, caracterizado porque la unidad de laminación por
bombeado (5) presenta medios (11) que son adecuados para guiar la
unidad de laminación por bombeado, en una dirección transversal a la
dirección longitudinal (L) del tubo (2), de tal modo a continuación
de la desviación del tubo, que no ejerce ninguna fuerza sobre el
tubo (2) o solamente fuerzas mínimas, que podrían desviar el tubo
transversalmente a su eje longitudinal.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios (11) para guiar la unidad de
laminación por bombeado (5) presentan al menos una unidad de
movimiento (12, 13), que mueve la unidad de laminación por bombeado
(5) transversalmente a la dirección longitudinal (L) del tubo
(2).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los medios (11) presentan un circuito de
regulación, compuesto de al menos un sensor (14, 15), un regulador
(16) y al menos una unidad de movimiento (12, 13).
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque la unidad de movimiento (12, 13) es un
elemento de accionamiento eléctrico.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque la unidad de movimiento (12, 13)
presenta un motor eléctrico y un engranaje.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el engranaje presenta un husillo
roscado para el movimiento lineal de los cilindros (8, 9).
7. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque la unidad de movimiento (12, 13) es un
elemento de accionamiento hidráulico.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el elemento de accionamiento es un
sistema de émbolo-cilindro.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque los medios (11) para guiar la
unidad de laminación por bombeado (5) mueven los cilindros (8, 9)
con relación a una caja de bombeado-laminación o
montante de laminador (18) fijos.
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2002
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