Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen, insbeson dere Rohren, wobei aus mindestens zwei Metallblech streifen Vorprofile geformt und Kanten der Vorprofile miteinander verschweisst werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des er findungsgemässen Verfahrens.
Es ist bereits bekannt, Rohre aus zwei im Quer schnitt halbkreisförmigen Binnenprofilen mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung herzustellen. Die Verschweissung der beiden halbkreisförmigen Pro file erfolgte in einer solchen Lage zueinander, dass die beiden Schweissnähte senkrecht übereinander zu liegen kamen. Um hierbei kontinuierlich arbeiten zu können, musste man je eine besondere Einrichtung für die Formung jedes der beiden Streifen zu einem Vorprofil verwenden. Eine solche Anlage umfasste z.
B. zwei voneinander getrennte Spezial-Formwalz- maschinen mit lotrechten Wellen, die miteinander synchronisiert sein mussten. Für jeden Rohrquer schnitt waren eigene Werkzeugsätze (Formrollen, Elektrodenrollen usw.) erforderlich. Bei einem Pro grammwechsel waren erhebliche Umbauzeiten für das Wechseln der Werkzeuge aufzuwenden, so dass die Herstellung kleinerer Mengen unwirtschaftlich und der Ausnutzungsgrad einer solchen Anlage gering war.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Pro filen, insbesondere Rohren oder anderen Hohlpro filen, und die entsprechenden Einrichtungen zu schaf fen, damit die angeführten Mängel vermieden, die Anlage- und Werkzeugkosten gesenkt und Stillstands zeiten vermieden werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei welchem aus mindestens zwei Metallblechstreifen Vorprofile geformt und die Kanten der Vorprofile miteinander verschweisst werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen fortschreitend nebeneinander zu Vorpro- filen geformt, mindestens eines der Vorprofile fort schreitend aus seiner Lageebene verdrillt und in eine Lage gebracht wird, in welcher sich Kanten der Vor profile gegenüberstehen, worauf diese Kanten mitein- ander verschweisst werden.
Anschliessend kann ge gebenenfalls eine weitere Verformung durchgeführt werden. Als Einrichtungen zum Umformen der Me- tallblechstreifen in Vorprofile können Ziehmaschinen oder Formwalzmaschinen verwendet werden.
Die Erfindung kann mit Vorteil zur Herstellung von Hohlprofilen, wie Rundrohren, Rechteckrohren, Dreieckrohren, Sechseckrohren und dergleichen, aber auch zur Herstellung von offenen Profilen, z. B. Kreuzprofilen, verwendet werden. Es ist nicht erfor derlich, alle Vorprofile vor der Verschweissung zu verdrillen. Es kommt nur darauf an, dass mindestens eines der Vorprofile so verdrillt wird, dass Kanten der Vorprofile durch diese Massnahme zusammengeführt werden.
Die zu verschweissenden Kanten müssen auch keine freien Endkanten der Vorprofile sein. Bei der Herstellung von Kreuzprofilen aus winkelförmigen Vorprofilen kann man auch so vorgehen, dass man die durch die Abwinkelung gebildeten Kanten Rücken an Rücken zusammenführt und mittels einer Schweiss naht verbindet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtung dargelegt.
Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Her stellung von Rundrohren mit beliebig wählbarem Durchmesser aus Streifen, die zu rinnenförmigen Vor profilen geformt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erhalten die Streifen eine Form, die im Querschnitt aus je zwei Viertelkreisbögen mit einem dazwischenliegenden Flachstück wählbarer Länge besteht.
Diese Vorprofile werden am Ende der Formstrecke um je 90 aus ihrer Lageebene so zuein ander verdrillt, dass ihre Kanten einander gegenüber stehen, und unter Bildung eines Flachovalrohres mit einander durch zwei Schweissnähte verbunden; an schliessend wird das Flachovalrohr zu einem Rund rohr umgeformt.
Diese Ausführungsform der Erfin dung hat wesentliche Vorteile gegenüber der bekann ten Herstellungsweise von Rundrohren; früher konnte man verschieden grosse Rohrdurchmesser nur unter Verwendung von im Querschnitt halbkreisförmigen Vorprofilen mit ebenfalls verschieden grossem Krüm- mungsradius herstellen.
Beim Übergang von einem Rohrtyp mit grösserem Durchmesser auf einen Rohr typ mit kleinerem Durchmesser oder umgekehrt muss ten daher sämtliche Stempel- und Gesenkrollen der Formeinrichtung für die Vorprofile ausgetauscht wer den, was nicht nur einen enormen Vorrat an Werk zeugsätzen, sondern auch einen hohen Arbeitsauf wand und erhebliche Stillstandszeiten zur Folge hatte.
Demgegenüber können nun alle Rohrquerschnitte mit den gleichen, im Querschnitt viertelkreisförmigen For mungsteilen hergestellt werden, indem nur das Flach stück zwischen diesen beiden viertelkreisförmig aus gebildeten Formungsteilen ausgetauscht wird, was mit einem wesentlich geringeren Arbeite- und Kostenauf wand möglich ist. Die auf diese Weise herstellbaren Rohre mit kleinstem Durchmesser erhält man, wenn man das flache Zwischenstück weglässt; der Durch messer eines solchen Rohres ist<I>2 r,</I> wenn<I>r</I> den Radius der im Querschnitt viertelkreisförmigen Formungs stücke bedeutet.
Die auf diese Weise herstellbaren Rohre mit grösstem Durchmesser erhält man, wenn man die längsten flachen Zwischenstücke, die auf der Welle zwischen den beiden im Querschnitt viertel kreisförmigen Formungsstücken noch Platz finden, einsetzt. Wenn l die Länge der flachen Zwischen stücke und r den Radius der viertelkreisförmigen For mungsteile bedeuten, ist der Durchmesser des herzu stellenden Rohres
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Die Umformung eines bei Verwendung von fla chen Zwischenstücken hergestellten Flachovalrohres zu einem Rundrohr kann hinter der Schweissmaschine mittels einer geeigneten Formeinrichtung,
beispiels weise mittels einer Mehrwalzenkalibriermaschine, durchgeführt werden. Man kann diese Umformung zu einem Rundrohr aber zu einem beliebigen Zeitpunkt vornehmen. In manchen Fällen ist es vorteilhafter, die Flachovalrohre als solche zu stapeln oder zu ver senden, da sie in diesem Zustand weniger Platz ein nehmen, und die Umformung zum Rundrohr erst vor endgültiger Verwendung, z. B. an der Baustelle, vor zunehmen.
Das für die Herstellung von Rundrohren beschrie bene Verfahren ist ohne wesentliche Änderungen auch für Rechteckrohre, Sechskantrohre und ähnliche Querschnitte anwendbar. Bei der Herstellung von Rechteckrohren können U-förmig geformte Vorprofile für Rechtecke verschiedenen Querschnittes mit den gleichen Werkzeugen, z. B. Formwalzen, gefertigt werden, wenn deren Abstände auf den Wellen der Formmaschinen sinngemäss verstellt werden. Zwi schen den Formwalzen können zylindrische Zwischen rollen angeordnet werden.
Zum Aufbringen solcher Zwischenrollen auf die Wellen müssen im allgemei nen die Aussenständer der Formwalzmaschinen und alle vorgesetzten Rollen entfernt werden. Um dies zu vermeiden, sieht eine im folgenden noch genauer beschriebene, besondere Ausgestaltung der Erfindung zweiteilige Zwischenrollen vor. Diese sitzen z. B. mit einem Konus zwischen den eigentlichen Formwalzen und werden von ihnen gehalten. Beim Umbau auf eine andere Grösse können dann die Aussenständer der Formwalzmaschine stehenbleiben. Es braucht nur die Werkzeugbefestigung gelöst und wieder angezogen zu werden.
Sollen nach der vorliegenden Erfindung Quadrat rohre oder Rohre mit annähernd quadratischem Querschnitt hergestellt werden, so kann man diese als Rechtecke betrachten und gemäss dem bereits an gegebenen Verfahren herstellen. Eine weitere An wendung der Erfindung sieht jedoch vor, Quadrat rohre durch Zusammenschweissen zweier Winkel profile herzustellen. Hierbei werden zwei nebenein ander geformte Winkel um 90 gegeneinander ver drillt, mit den freien Kanten zusammengeführt und sodann die Kanten miteinander verschweisst. Mit die sem Verfahren können Quadratrohre verschiedener Abmessungen hergestellt werden, ohne dass wesent liche Umstellungen an den Werkzeugen, z. B. Vor profilformrollen, vorgenommen werden müssten.
Nach dem Schweissen können die Quadratrohre durch Kali- brierwerkzeuge (Ziehsteine, Formrollen), die beim Programmwechsel nur einer Anstellung, nicht aber eines Werkzeugwechsels bedürfen, auf enge Mass toleranzen gebracht werden. Es können also sämtliche Quadratrohre, die in den Dimensionsbereich der An lage fallen, mit einem Universal-Werkzeugsatz her gestellt werden. Bei relativ scharfkantigen Quadrat rohren (Eckradius kleiner als zweifache Wanddicke) können die winkelförmigen Vorprofile nur durch Ab schrägen der Kanten (Walzen oder Hobeln) zur Schweissung vorbereitet werden.
Bei der Herstellung von Quadratrohren mit stärker gerundeten Kanten kann man dagegen auch so vorgehen, dass zunächst die Kanten des flachen Ausgangsstreifens um etwa 45 angebogen und anschliessend die Winkel geformt werden. Während im ersteren Fall zwei Winkelnähte die Vorprofile zu einem Quadratrohr verbinden, han delt es sich im zweiten Fall um eine Verbindung mit tels Stumpfnähten.
Eine weitere Anwendung der Erfindung sieht die Herstellung von Dreieckrohren aus drei Streifen vor. Bei dieser Ausführungsform werden die Ränder dreier Streifen um etwa 60 aufgebogen. Während der Mit- telstreifen.unverdrillt durch die Anlage läuft, werden die beiden äusseren Streifen zueinander um 120 ver drillt, so dass sich je zwei Vorprofilkanten gegenüber- stehen.
Wird die Schweissung als Widerstandsschwei- ssung ausgeführt, so können entweder drei Schweiss transformatoren, die von je einer Phase eines Dreh stromnetzes gespeist werden, vorgesehen werden oder es können drei Schweissstellen parallel an der glei chen Wechselstromphase angeschlossen sein.
Die Schweissung kann nach einem beliebigen Ver fahren durchgeführt werden. Als besonders geeignet haben sich die konduktive und die induktive Variante der elektrischen Kerbeffektschweissung erwiesen. Ver fahren dieser Art sind z. B. in den österreichischen Patentschriften Nrn. 169611, 169915 oder in der USA.-Patentschrift Nr.<B>2647981</B> beschrieben. Es können mit diesen Verfahren beliebige metallische Werkstoffe, wie unlegierte und legierte Stähle, Chrom stähle, Aluminium- und Magrnesiumlegierungen, Titan, Kupfer u. a. geschweisst werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Er findung wird Vorsorge getroffen, dass die verschie denen Schweissnähte, die zur Bildung des gewünschten Profils gelegt werden, untereinander gleichwertig sind. Es können zu diesem Zweck bei der konduktiven Kerbeffektschweissung die Elektrodenrollen schwenk bar angeordnet sein. Ist z. B. die obere Naht kühler als die untere, so werden die Elektrodenrollen derart geschwenkt, dass sich ihr Abstand auf der oberen Seite verringert. Dadurch verringert sich der elek trische Widerstand der oberen Schweissstelle (kürze rer Kerb); der Strom und die Schweisstemperatur stei gen an.
Das Schwenken kann durch einen (vom Schweisser oder automatisch betätigten) Mechanismus erfolgen.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbei spiele des erfindungsgemässen Verfahrens sowie von Einrichtungen zu dessen Durchführung näher erläu tert.
Fig. 1, la zeigen in schematischer Darstellung eine Gesamtanlage im Aufriss und Fig.2, 2a im Grundriss, die zur Herstellung von Rundrohren dient; Fig. 3 zeigt zehn Querschnitte 1 bis X der Streifen, der Vorprofile und des Rohres und erläutert fort schreitend die einzelnen charakteristischen Stadien des Herstellungsverlaufes.
Fig. 4 gibt in ähnlicher Weise wie die Fig. 3 sieben Querschnitte von Streifen, Vor profilen und einem Rechteckrohr wieder, welche die charakteristischen Stadien der Herstellung eines sol chen Rechteckrohres bezeichnen. Fig. 5 zeigt sieben Querschnitte bei der Herstellung eines Quadratroh res nach dem gleichen Schema wie die Fig. 4. Fig. 6 zeigt eine Einzelheit bei dem Verschweissen von win kelförmigen Vorprofilen zu einem Quadratrohr;
Fig. 7 zeigt eine Einzelheit nach dem Verschweissen solcher winkelförmiger Vorprofile zu einem Quadratrohr. Fig. 8 stellt sieben Querschnitte der Herstellung eines Quadratrohres nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar. Fig.9 zeigt sechs Querschnitte bei der Herstellung eines Dreieckrohres, die den charakteristischen Herstellungsstadien des Verfahrens entsprechen. Fig. 10 zeigt ebenfalls sechs charakte- ristische Querschnitte bei der Herstellung eines Drei eckrohres nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens.
Fig. 11 erläutert sechs charakteristische Querschnitte bei der Herstellung eines offenen Pro fils aus zwei Streifen. Fig. 12 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch eine Formungseinrichtung ent lang der Linie XII-XII der Fig.2; Fig. 13 zeigt eine geteilte Zwischenrolle in Ansicht und im Schnitt. Fig. 14 ist eine schematische Ansicht einer Schweiss einrichtung.
In den Fig. 15 und 16 ist in schemati scher Weise das Prinzip von vorzugsweise anzuwen- denden Schweissverfahren erläutert.
Im Beispiel nach den Fig. 1 bis 2a dienen als Vormaterial für die kontinuierliche Herstellung von Rundrohren zwei möglichst lange Bänder aus Stahl blech, die zu Bunden 1 und 2 gehaspelt am Kopf der Anlage angeordnet werden. Mit Hilfe einer Stumpfschweisseinrichtung 3 werden die Enden der verbrauchten Bunde mit den Anfängen der folgenden neuen Bunde zu endlosen Bändern vereinigt, die z. B.
über eine nicht gezeichnete Schlaufe der Anlage zu geführt werden. Der intermittierend arbeitende Treib- rollensatz 4 dient zur Umlenkung und Bildung der Schlaufe. Der Rollensatz 5 lenkt die Bänder erneut um und führt sie kontinuierlich der weiteren Anlage zu. Eine hoch/tief verstellbare Doppelrolle 6 kann zur Entspannung der Bänder benützt werden. Handelt es sich um verzunderte, also warmgewalzte Bänder, so kann der durch die Rollen 4, 5 und 6 gelockerte Zunder in einer Reinigungseinrichtung 7, z. B. durch Bürsten, entfernt werden.
In den hintereinander an geordneten Rollenpaaren 8/9, 10/11, 12/13 und 14/15 der Formstrecke werden die beiden Bänder stufenweise fortschreitend zu den Halbschalen 16 und 17 umgeformt. Anstelle der Formrollen könnten auch Ziehmatrizen oder dergleichen verwendet werden, es muss jedoch für den Vortrieb der Bänder, z. B. durch Treibrollen, vorgesorgt sein.
Nach Passieren der Formeinrichtungen werden nun die parallel nebeneinanderlaufenden Vorprofile um je 90 verdrillt. Das rechte Vorprofil 16 wird, in Fliessrichtung gesehen, entgegengesetzt dem Uhrzei gersinn, das linke Vorprofil 17 im Uhrzeigersinn ge dreht und beide konvergierend so zusammengeführt, so dass die bisher äusseren und bisher inneren Kanten der Vorprofile einander gegenüberstehen.
Sodann er folgt die gleichzeitige, fortschreitende Schweissung der beiden Nähte. Hierzu eignen sich, wie erwähnt, eine Reihe von Schweissverfahren. Es ist möglich, mit autogener Gasschmelzschweissung, mit elektrischer Lichtbogenschweissung, mit elektrischer Widerstands schweissung (Johnston-Verfahren) oder anderen Schweissverfahren zu arbeiten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Schweissung mit der konduktiven Variante der elek trischen Kerbeffektschweissung. Es könnte aber auch deren induktive Variante vorgesehen werden.
In den Fia. 15 und 16 sind diese beiden Varianten schema tisch erläutert. Das Prinzip besteht darin, dass bei konduktiver oder induktiver Zuführung des elektri- schen Stromes in der Weise, dass der Strom den zwi schen den zu verbindenden Teilen gebildeten Kerb umfliessen muss, eine so hohe Stromkonzentration auf tritt,
dass die für die Schmelzung des Metalls erfor derliche Erhitzung eintritt. Diese Art des Schweissens hat sich für das erfindungsgemässe Verfahren als be sonders vorteilhaft gezeigt. Bei dem Beispiel nach Fig. 1, la und Fig. 2, 2a werden die Vorprofile nach dem Verdrillen durch zwei Rollenpaare 18/19 und 20/21 geführt. Diese sind in Querrichtung verstellbar, wie durch die Doppelpfeile angedeutet ist.
Die inne ren Rollen 19 und 20 wirken als Spreizrollen und drücken gemeinsam mit dem in Längsrichtung ver stellbaren Dorn 22 die Vorprofile 16 und 17 an die Schweissstromrollen 23 und 24.
Im Punkt 25 treffen sich die Kanten der Vorprofile und verschweissen. Die beiden Schweissstromrollen erhalten über eine nicht gezeichnete Stromquelle einen elektrischen Hochstrom niederer Spannung zugeführt, der von einer Rolle zur anderen den Umweg über die beiden zu schweissen den Stellen der Vorprofile machen muss und dort in folge des Kerbeffektes eine hohe Stromkonzentration mit entsprechender Erhitzung verursacht.
Um ein Ab gleiten der Kanten aneinander (Versetzen) zu ver hindern und die Schweissnaht warm zu formen, sind hinter den Schweissnahtspitzen Druckrollen 26 und 27 (l¯ig. 1) angeordnet.
Zwei Schneidwerkzeuge 28 und ,9 <B>.</B> entfernen sodann den äusseren Schweissgrat. In ähnlicher Weise können die Schweissnähte innen be arbeitet werden, wobei die Vorrichtung gegenüber sol chen für Einnahtrohre durch beste Zugänglichkeit und kurze Hebelarme entscheidende Vorteile bietet.
Der Schweisseinrichtung ist eine Einrichtung zur Wärmebehandlung 30 nachgeordnet. Dies kann ent weder eine Kühleinrichtung oder ein Nachwärmgerät sein. Sie kann auch unbenutzt bleiben.
Das Rohr verlässt die Schweisseinrichtung als hochkantgestelltes Flachovalrohr. In den Rollen paaren 31/32, 33/34, 35/36 wird das Flachovalrohr stufenweise zu einem Rundrohr umgeformt und mit Hilfe der vier in einer Ebene liegenden Rollen 37-40 kalibriert.
Das Umformen der Flachovalrohre zu Rundroh ren kann auch nach anderen Verfahren, wie Ziehen oder Expandieren, erfolgen. Bei grossen Entfernungen zwischen Herstellungs- und Verwendungsort ist es auch möglich, die bessere Stapelmöglichkeit und den kleineren Frachtraum der Flachovalrohre zu nutzen und das Umformen erst nahe dem Verwendungsort durchzuführen.
Der dargestellten Anlage kann eine mitlaufende Einrichtung zum Ablängen nachgeordnet sein.
Die einzelnen charakteristischen Stadien der Her stellung von Rundrohren aus zwei Flachstreifen sind der Fig. 3 zu entnehmen. Diese zeigt im Schnitt I (ent sprechend der Schnittlinie I-I der Fig. 2) die unver- formten Flachstreifen, in den Schnitten II und III (entsprechend den Schnittlinien I1 II und III-111 der Fig. 2) Zwischenstadien der Vorprofile;
im Schnitt !V (entsprechend der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2) die entgültige Form der Vorprofile; im Schnitt V (ent sprechend der Schnittlinie V-V der Fig. 2a) die Vor profile um je 45 gegeneinander verdrillt;
im Schnitt VI (entsprechend der Schnittlinie V I-VI der Fig. 2a) die Vorprofile um je 90' verdrillt, kurz vor der Schweissung; im Schnitt VII (entsprechend der Schnitt linie VII-VII der Fig.2a) das fertig geschweisste Rohr in Flachovalform;
in den Schnitten VIII und IX (entsprechend den Schnittlinien VIII-VIII und IX-IX der Fig. 2a) Zwischenstadien der Umformung vom Flachovalrohr zum Rundrohr und schliesslich im Schnitt X (entsprechend der Schnittlinie X-X der Fig. 2a) das fertige Rundrohr.
Nach dem Schema der Fig. 3 zeigt Fig. 4 die ein zelnen charakteristischen Stadien bei der Herstellung von Rechteckrohren aus zwei Flachstreifen, die zu nächst zu U-Profilen geformt und dann fortschreitend um 90 verdrillt und verschweisst werden.
Die Fig. 5 gibt in gleicher schematischer Darstel lung die Herstellungsstadien von relativ scharfkanti gen Quadratrohren aus zwei Flachstreifen wieder, wobei die Streifen zu winkelförmigen Vorprofilen ge formt und um 90 zueinander verdrillt werden. Wenn solche relativ scharfkantigen Quadratrohre hergestellt werden sollen, muss, wie aus der Darstellung ersicht lich, eine Winkelschweissung vorgenommen werden. Die Vorbereitung der Kanten der Vorprofile für diese Schweissung kann durch Abschrägen oder Schaben an irgendeiner Stelle beim Durchgang durch die For mungsrollen erfolgen.
In Fig. 6 sind im vergrösserten Massstab zwei an den Kanten abgeschrägte winkel förmige Vorprofile unmittelbar vor der Verschwei- ssung dargestellt. Die Vorprofile berühren sich zu nächst mit den durch die inneren Abschrägungen ge bildeten Flächen. Bei der nun folgenden Schweissung wird entlang der beiden Schweissnähte das engschraf- fiert gezeichnete Material aufgeschmolzen und durch Druckanwendung verdrängt.
Die der Schweissstelle nachgeordnete Druckrolle weist das Profil 43 auf, so dass die verschweissten Quadratrohrkanten die glei chen Rundungen erhalten, welche die unverschweiss- ten Kanten 44 und 45 beim Formen der Vorprofile angenommen haben. Fig. 7 stellt ein Quadratrohr mit in dieser Weise verschweissten Kanten nach Passieren der Druckrolle dar. Der dabei entstehende Innengrat 46 kann entweder belassen oder entfernt werden.
Fig. 8 zeigt in gleicher Darstellung die charakte ristischen Herstellungsstadien der Herstellung eines Quadratrohres mit abgerundeten Kanten aus zwei Flachstreifen, die zu winkelförmigen Vorprofilen ge formt und um 90 zueinander verdrillt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden durch eine entspre chende Ausbildung der Formwalzen die Kanten der Vorprofile aufgebogen, so dass nach der Verdrillung der Vorprofile um je 90 die Kanten stumpf aufein- andertreffen. Hier ist also keine Abschrägung der Kanten vor der Verschweissung nötig. Die nach dieser Ausführungsform hergestellten Rohre haben stärker abgerundete Kanten als jene, welche gemäss der Aus- führungsform nach Fig. 5 bis 7 hergestellt sind.
Fig. 9 zeigt in ähnlicher Darstellung wie früher die charakteristischen Herstellungsstadien eines Drei eckrohres mit abgerundeten Kanten aus drei Streifen. Die Streifen werden zunächst durch die Formungsein richtung etwas aufgebogen und drei im Querschnitt etwa trogförmige Vorprofile geformt. Dann werden die beiden äusseren Profile um je 120 zueinander ver drillt, während das mittlere Profil unverdrillt bleibt, und die stumpf aufeinandertreffenden Kanten durch drei Schweissnähte miteinander verbunden.
Fig. 10 gibt in gleicher Darstellung die charakte ristischen Herstellungsstadien eines relativ scharfkan tigen Dreieckrohres aus drei Streifen wieder. Wie er sichtlich, werden zunächst drei winkelförmige Vorpro- file mit einem Öffnungswinkel von 60 geformt und die beiden äusseren Vorprofile wieder um je 120 zueinander verdrillt, während das mittlere Vorprofü unverdrillt bleibt. Die stumpf aufeinandertreffenden Kanten werden miteinander verschweisst.
Zum Unter schied gegen die Ausführungsform nach Fig. 9 liegen die Schweissnähte nicht an den Kanten, sondern etwa in der Mitte der Flächen des Dreieckrohres.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens in ähnlicher Darstel lung, die zur Herstellung von offenen Profilen ver wendet werden kann. Bei diesem Beispiel wird ein Kreuzprofil aus zwei flachen Streifen hergestellt. Die Streifen werden zunächst zu winkelförmigen Vorpro- filen geformt und dann um 90 so verdrillt, dass sie Rücken an Rücken aneinanderzuliegen kommen. Mit tels einer Schweissnaht werden dann diese Kanten un ter Bildung eines Kreuzprofils verschweisst.
In Fig. 12 ist eine mit Vorteil für das erfindungs gemässe Verfahren anwendbare Formungseinrichtung dargestellt, die zum Formen von Rinnenprofilen für die Herstellung von Rundrohren über das Zwischen stadium eines Flachovalrohres gemäss Fig. 3 dient. Die Vorrichtung umfasst einen nicht dargestellten Ständer, in dem die obere Welle 47 und die untere Welle 48 gelagert ist. Mit der oberen Welle 47 ist der Stempel rollensatz und mit der unteren Welle 48 der Gesenk- rollensatz fest verbunden.
Der Stempelrollensatz be steht aus den Arbeitsscheiben 49 und 50, der Zwi schenrolle 51 und den Distanzringen 52 und 53. Der Gesenkrollensatz besteht aus den Arbeitsrollen 54 und 55 sowie einer Zwischenrolle 56.
Wie ersichtlich, besitzen die Arbeitsscheiben 49 und 50 und die mit diesen zusammenarbeitenden Ar beitsrollen 54 und 55 eine im Querschnitt viertelkreis förmige Arbeitsfläche, so d'ass dem Streifen 58 an den Randteilen ein im Querschnitt viertelkreisförmiges Profil verliehen wird.
Die zylindrischen Zwischenrollen 51 und 56 sind auswechselbar; ihre Länge entspricht der Länge des flachen Zwischenstückes zwischen den viertelkreis- förmigen Krümmungen des herzustellenden Vor profiIs.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform können die zylindrischen Zwischenrollen zweiteilig ausgeführt sein, wie es in Fig. 13 für die Zwischenrolle 56 des Gesenkrollensatzes erläutert ist. Die Zwischenrolle kann aus zwei Halbschalen 56 und 56' bestehen, die auf der Welle 48 befestigt sind. Als Befestigungsmittel können Bolzen oder Haltestifte (nicht dargestellt) be nutzt werden.
Sehr vorteilhaft ist jedoch die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Befestigungsmöglichkeit, wobei die Teile 56 und 56' der Zwischenrolle an bei den Enden (57 und 57') dachförmig abgeschrägt und die Arbeitsrollen 54 und 55 ebenfalls dementspre chend konisch ausgebildet sind. Die konischen Teile der Arbeitsrollen 54 und 55 übergreifen, wie aus Fig. 12 ersichtlich, die dachförmig abgeschrägten Teile der Zwischenrolle und halten die beiden Teile 56 und 56' auf der Welle 48 fest.
Diese zweiteilige Ausführungsform der Zwischenrollen ist beim Aus tauschen der Zwischenrollen, was bei Änderung des Durchmessers des herzustellenden Rohres vorgenom men werden muss, von grossem Vorteil; denn man braucht hierzu nichts weiter zu tun, als die Befesti gung der Arbeitsrollen 54 und 55 zu lockern und diese auseinanderzuschieben, sodann die beiden Halb schalen der nächsten Zwischenrolle auf die Welle auf zulegen und die Befestigung der Teile 54 und 55 wie der anzuziehen. Die Arbeitsrollen 54 und 55 selbst werden jedoch nie ausgewechselt und die Teile des Ständers, in dem die Welle 48 gelagert ist,
brauchen bei einem Programmwechsel ebenfalls nie entfernt zu werden.
In gleicher Weise wie die Zwischenrolle 56 des Gesenkrollensatzes kann auch die zylindrische Zwi schenrolle 51 des Stempelrollensatzes geteilt ausge führt sein, obwohl dies in der Zeichnung nicht dar gestellt ist. Die Stempelrollen 49 und 50 brauchen nur ausgetauscht zu werden, wenn die Wandstärke des herzustellenden Rohres geändert werden -soll. Sonst wird bei einer Änderung des Rohrdurchmessers, ebenso wie beim Gesenkrollensatz, nur die Zwischen rolle 51 ausgetauscht.
In jedem Fall ist hervorzu heben, dass bei Verwendung dieser Vorrichtung im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen nur ein relativ kleiner Werkzeugbestand erforderlich ist und die Montagearbeiten bei einem Programmwechsel auf ein Minimum herabgesetzt sind.
Es ist zweckmässig Vorsorge zu treffen, dass für die Schweissnähte, die zur Bildung des gewünschten Profils gelegt werden, eine gleichmässige Güte ge währleistet wird. Es werden Massnahmen getroffen, welche gleiche Schweisstemperaturen sichern. Wird z. B. die konduktive Variante der elektrischen Kerb- effektschweissung zur Herstellung von Rundrohren gemäss dem Schema nach Fig. 3 benutzt, so werden die beiden Schweissstromrollen derart angeordnet, d'ass die Abstände zu den Schweissnähten verändert wer den können.
In Fig. 14 ist dies an einem Beispiel näher erläutert. Die Schweissstromrollen sind in die sem Fall um zwei der Rohrachse möglichst nahelie gende Achsen schwenkbar angeordnet.
Der elektrische Strom wird über einen Transfor mator mit der Primärwicklung 59 von der Sekundär windung 60 den beiden Schlitten 61 und 62 zuge- führt. An den Bolzen 63 und 64 sind die Stromrollen träger 65 und 66 schwenkbar gelagert. Sie können über eigene Organe, z. B. die Stangen 67 und 68, derart geschwenkt werden, dass die unteren Schweiss stromrollen 69 und 70 kleinere Wege zueinander zurücklegen als die oberen Schweissstromrollen 71 und 72. Der Schweissstrom kann den oberen Rollen ent weder über einen zweiten Transformator (nicht ge zeichnet) oder über die Zwischenscheiben 73 und 74 zugeführt werden.
Er wird an den nahtnahen Teilen den Vorprofilen 75 und 76 zugeführt. Erweist sich die obere Naht als kühler als die untere, so sind die Schweissstromrollen zueinander zu schwenken. Ist die untere kühler als die obere, so sind die Schweissstrom rollen auseinander zu schwenken. Sind beide zu kühl, so ist der Strom zu erhöhen. Ist der Abstand der Schweissnahtspitze von den Schweissstromrollen zu gross, so sind die Schlitten 61 und 62 und damit die Schweissstromrollen einander zu nähern.
Durch den Umstand, dass die Vorprofile für die Werkzeuge, z. B. Formrollen, von beiden Seiten zu gänglich sind und durch die Werkzeuge völlig um schlossen werden können, wird eine erheblich grössere Freizügigkeit in bezug auf die Rohrquerschnitte er möglicht. Dies gestattet die unmittelbare Herstellung von Formen, die bisher durch einen nachfolgenden Ziehvorgang hergestellt werden mussten. Die Frei zügigkeit betrifft auch die relative Wanddicke. Es können neben den üblichen Rohren sowohl relativ dünnwandige als auch relativ dickwandige erzeugt werden.
Ebenso ist es möglich, Rohre mit Sicken, Nuten oder Absätzen durch Zusammenschweissen entsprechend geformter Vorprofile herzustellen. Ein wirtschaftlich sehr bedeutender Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich bei gegebener maximaler Band breite der Maximaldurchmesser eines Rundrohres ver doppelt. Es wird dadurch der Maximaldurchmesser für die kontinuierliche Herstellung von Grossrohren erhöht.
Erfolgt die Schweissung mit Hilfe des elektrischen Kerbeffektes, so bietet die Erfindung auch eine weit gehende Freizügigkeit bezüglich der Werkstoffe. Es können neben den Kommerzstählen hochfeste, hitze beständige und korrosionssichere Stähle ebenso ver arbeitet werden wie Aluminium, Kupfer und deren Legierungen.
Die Erfindung ermöglicht geringere Anlagekosten, insbesondere für Grossrohranlagen. Es ergeben sich kleinere Stillstandszeiten, kleinere Werkzeugkosten und geringerer Aufwand bei einem Programmwech- sel. Nach der Erfindung hergestellte Rohre können daher billiger oder mit grösserem Gewinn verkauft werden.
Die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind daher sehr vielseitige. Besonders geeignet ist sie für die Herstellung grosser Leitungsrohre aus Stahl oder Aluminiumlegierungen und für die Herstellung sta tisch beanspruchter Quadrat- und Rechteckrohre, ins besondere aus Stählen höherer Festigkeit.
Method for the continuous production of profiles, in particular pipes The invention relates to a method for the continuous production of profiles, in particular pipes, wherein preliminary profiles are formed from at least two sheet metal strips and edges of the preliminary profiles are welded together. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
It is already known to produce tubes from two cross-section semicircular internal profiles with the help of electrical resistance welding. The two semicircular profiles were welded together in such a position that the two weld seams came to lie vertically one above the other. In order to be able to work continuously here, one had to use a special device for shaping each of the two strips into a preliminary profile. Such a system included z.
B. two separate special roll forming machines with vertical shafts that had to be synchronized with each other. Separate tool sets (forming rollers, electrode rollers, etc.) were required for each pipe cross-section. When changing the program, considerable conversion times were required to change the tools, so that the production of smaller quantities was uneconomical and the degree of utilization of such a system was low.
The invention now has the task of creating a continuous process for the production of Pro files, in particular tubes or other Hohlpro files, and the corresponding facilities, so that the defects mentioned are avoided, the system and tool costs are reduced and downtimes can be avoided .
The method according to the invention, in which preliminary profiles are formed from at least two sheet metal strips and the edges of the preliminary profiles are welded together, is characterized in that the strips are gradually shaped next to one another into preliminary profiles, at least one of the preliminary profiles is progressively twisted out of its position plane and into one position is brought, in which the edges of the front profiles face each other, whereupon these edges are welded together.
Then, if necessary, a further deformation can be carried out. Drawing machines or roll forming machines can be used as devices for reshaping the metal sheet strips into preliminary profiles.
The invention can be used with advantage for the production of hollow profiles, such as round tubes, rectangular tubes, triangular tubes, hexagonal tubes and the like, but also for the production of open profiles, eg. B. cross profiles are used. It is not necessary to twist all the preliminary profiles before welding. It is only important that at least one of the preliminary profiles is twisted in such a way that edges of the preliminary profiles are brought together by this measure.
The edges to be welded also do not have to be free end edges of the preliminary profiles. When producing cross profiles from angular pre-profiles, one can also proceed in such a way that the edges formed by the bend are brought together back to back and connected by means of a weld seam.
In the following, exemplary embodiments of the method and the device are presented.
One area of application of the invention is the manufacture of round tubes with any diameter that can be selected from strips that are shaped into channel-shaped profiles before. In this embodiment of the invention, the strips are given a shape which, in cross section, consists of two quadrant arcs with a flat piece of selectable length in between.
At the end of the forming section, these pre-profiles are each twisted 90 from their position plane to one another so that their edges are opposite one another, and are connected to one another by two weld seams to form a flat oval tube; The flat oval tube is then formed into a round tube.
This embodiment of the inven tion has significant advantages over the well-known manufacturing method of round tubes; In the past, tube diameters of different sizes could only be produced using pre-profiles with a semicircular cross-section with a radius of curvature of different sizes.
When changing from a pipe type with a larger diameter to a pipe type with a smaller diameter or vice versa, all punch and die rolls of the forming device for the pre-profiles had to be replaced, which not only resulted in an enormous supply of tool sets, but also in a high workload and resulted in significant downtime.
In contrast, all pipe cross-sections can now be made with the same, in cross-section quarter circular For mung parts by only the flat piece is exchanged between these two quarter circle formed from molded parts, which is possible with a much lower work and costs. The tubes with the smallest diameter that can be produced in this way are obtained if the flat intermediate piece is omitted; the diameter of such a pipe is <I> 2 r, </I> if <I> r </I> means the radius of the quarter-circular shaped pieces.
The tubes with the largest diameter that can be produced in this way are obtained if the longest flat intermediate pieces that still find space on the shaft between the two shaped pieces with a quarter-circular cross-section are used. If l is the length of the flat spacers and r is the radius of the quarter-circle shaped parts, is the diameter of the pipe to be produced
EMI0002.0019
The shaping of a flat oval tube produced using flat intermediate pieces into a round tube can be done behind the welding machine by means of a suitable forming device,
for example by means of a multi-roll calibration machine. You can make this reshaping to a round tube at any time. In some cases it is more advantageous to stack or send the flat oval tubes as such, since they take up less space in this state, and the shaping to the round tube only before final use, z. B. at the construction site to increase.
The process described for the production of round tubes can also be used for rectangular tubes, hexagonal tubes and similar cross-sections without significant changes. In the manufacture of rectangular tubes, U-shaped pre-profiles for rectangles of different cross-sections can be used with the same tools, e.g. B. molding rollers are manufactured if their distances are adjusted accordingly on the shafts of the molding machines. Between the forming rollers cylindrical intermediate rollers can be arranged.
In order to apply intermediate rolls of this type to the shafts, the outer columns of the form rolling machines and all preceding rolls must generally be removed. In order to avoid this, a special embodiment of the invention described in more detail below provides two-part intermediate rollers. These sit z. B. with a cone between the actual forming rollers and are held by them. When converting to a different size, the outer columns of the profile rolling machine can then remain in place. All that is needed is to loosen the tool attachment and tighten it again.
If, according to the present invention, square tubes or tubes with an approximately square cross-section are to be produced, they can be viewed as rectangles and produced according to the method already given. Another application of the invention, however, provides square tubes to produce by welding two angle profiles. In this case, two angles formed next to one another are twisted by 90 against each other, merged with the free edges and then the edges are welded together. With this sem method, square tubes of different dimensions can be produced without essential changes to the tools, such. B. Before profile forming rolls would have to be made.
After welding, the square tubes can be brought to close dimensional tolerances using calibration tools (drawing dies, forming rollers) which, when changing programs, only require adjustment and not a tool change. So all square tubes that fall within the dimensional range of the system can be made with a universal tool kit. In the case of relatively sharp-edged square tubes (corner radius less than twice the wall thickness), the angular pre-profiles can only be prepared for welding by sloping the edges (rolling or planing).
When producing square tubes with more rounded edges, on the other hand, one can proceed in such a way that first the edges of the flat starting strip are bent by about 45 and then the angles are formed. While in the first case two angle seams connect the pre-profiles to a square tube, in the second case it is a connection with butt welds.
Another application of the invention provides for the manufacture of triangular tubes from three strips. In this embodiment, the edges of three strips are bent up about 60 degrees. While the central strip runs through the system without being twisted, the two outer strips are twisted by 120 to each other, so that two pre-profile edges each face each other.
If the welding is carried out as resistance welding, either three welding transformers, each fed by one phase of a three-phase network, can be provided, or three welding points can be connected in parallel to the same alternating current phase.
The welding can be carried out according to any process. The conductive and inductive variants of the electrical notch-effect welding have proven to be particularly suitable. Ver drive this type are z. B. in the Austrian Patent Nos. 169611, 169915 or in the USA Patent No. <B> 2647981 </B>. Any metallic materials, such as unalloyed and alloyed steels, chrome steels, aluminum and magnesium alloys, titanium, copper and the like can be used with this method. a. be welded.
According to a particular embodiment of the invention, provision is made that the various weld seams that are placed to form the desired profile are equivalent to one another. For this purpose, the electrode rollers can be arranged pivotably in the conductive notch effect welding. Is z. For example, if the upper seam is cooler than the lower one, the electrode rollers are pivoted in such a way that their distance on the upper side is reduced. This reduces the electrical resistance of the upper welding point (shorter notch); the current and the welding temperature rise.
Pivoting can be done by a mechanism (operated by the welder or automatically).
Using the drawing, Ausführungsbei games of the method according to the invention and facilities for its implementation are tert erläu.
Fig. 1, la show a schematic representation of an overall system in elevation and Fig. 2, 2a in plan, which is used for the production of round tubes; Fig. 3 shows ten cross sections 1 to X of the strips, the pre-profiles and the pipe and explains progressively the individual characteristic stages of the production process.
Fig. 4 shows in a manner similar to that of Fig. 3 seven cross-sections of strips, pre-profiles and a rectangular tube, which denote the characteristic stages of the production of such a rectangular tube. Fig. 5 shows seven cross-sections in the production of a square tube res according to the same scheme as FIG. 4. Fig. 6 shows a detail in the welding of angular pre-profiles to form a square tube;
7 shows a detail after such angular pre-profiles have been welded to form a square tube. Fig. 8 shows seven cross-sections of the manufacture of a square tube according to another embodiment of the invention. Fig. 9 shows six cross-sections of the manufacture of a triangular tube, which correspond to the characteristic manufacturing stages of the method. FIG. 10 likewise shows six characteristic cross-sections during the production of a triangular tube according to another embodiment of the method.
Fig. 11 explains six characteristic cross sections in the production of an open profile from two strips. Fig. 12 is a schematic vertical section through a forming device along the line XII-XII of Fig. 2; 13 shows a split intermediate roller in view and in section. 14 is a schematic view of a welding device.
In FIGS. 15 and 16, the principle of welding processes that are preferably to be used is explained schematically.
In the example according to FIGS. 1 to 2a, two strips of sheet steel which are as long as possible and which are coiled into coils 1 and 2 are arranged at the head of the system as starting material for the continuous production of round tubes. With the help of a butt welding device 3, the ends of the used collars are combined with the beginnings of the following new collars to form endless bands which, for. B.
to be guided via a loop, not shown, of the system. The intermittently operating drive roller set 4 serves to deflect and form the loop. The roller set 5 redirects the belts and feeds them continuously to the other system. A high / low adjustable double roller 6 can be used to relax the ligaments. If the strip is scaled, i.e. hot-rolled, the scale loosened by the rollers 4, 5 and 6 can be cleaned in a cleaning device 7, e.g. B. by brushing removed.
In the successively arranged pairs of rollers 8/9, 10/11, 12/13 and 14/15 of the molding line, the two strips are gradually formed into the half-shells 16 and 17. Instead of the forming rollers, drawing dies or the like could also be used, but it must be necessary for the propulsion of the belts, e.g. B. by driving rollers, take precautions.
After passing through the forming devices, the pre-profiles running parallel to one another are twisted by 90 each. The right preliminary profile 16 is seen in the direction of flow, counterclockwise, the left preliminary profile 17 rotates clockwise ge and both converging so that the previously outer and previously inner edges of the preliminary profiles face each other.
Then he follows the simultaneous, progressive welding of the two seams. As mentioned, a number of welding processes are suitable for this purpose. It is possible to work with autogenous gas fusion welding, electric arc welding, electric resistance welding (Johnston method) or other welding methods.
In the illustrated embodiment, the welding is carried out with the conductive variant of the electric notch effect welding. However, their inductive variant could also be provided.
In Figs. 15 and 16 these two variants are explained schematically. The principle is that with conductive or inductive supply of electrical current in such a way that the current must flow around the notch formed between the parts to be connected, such a high current concentration occurs,
that the necessary heating for melting the metal occurs. This type of welding has been shown to be particularly advantageous for the method according to the invention. In the example according to Fig. 1, la and Fig. 2, 2a, the pre-profiles are passed through two pairs of rollers 18/19 and 20/21 after twisting. These are adjustable in the transverse direction, as indicated by the double arrows.
The inner rollers 19 and 20 act as expanding rollers and, together with the mandrel 22, which is adjustable in the longitudinal direction, press the preliminary profiles 16 and 17 onto the welding current rollers 23 and 24.
At point 25 the edges of the pre-profiles meet and weld. The two welding current rollers receive a high electrical current of low voltage via a power source (not shown), which has to make the detour from one roller to the other via the two points of the preliminary profiles to be welded and there, as a result of the notch effect, causes a high current concentration with corresponding heating.
In order to prevent the edges from sliding against each other (offset) and to warm the weld seam, pressure rollers 26 and 27 (fig. 1) are arranged behind the weld seam tips.
Two cutting tools 28 and 9 <B>. </B> then remove the outer weld burr. In a similar way, the weld seams can be processed internally, the device offering decisive advantages compared to sol chen for single sewer tubes due to the best accessibility and short lever arms.
The welding device is followed by a device for heat treatment 30. This can either be a cooling device or a reheating device. It can also be left unused.
The tube leaves the welding device as an upright flat oval tube. In the pairs of rollers 31/32, 33/34, 35/36, the flat oval tube is gradually formed into a round tube and calibrated using the four rollers 37-40 lying in one plane.
The shaping of the flat oval tubes into round tubes can also be carried out using other methods, such as drawing or expanding. In the case of large distances between the place of manufacture and the place of use, it is also possible to use the better stacking possibility and the smaller cargo space of the flat oval tubes and to carry out the forming close to the place of use.
The system shown can be followed by a device for cutting to length.
The individual characteristic stages of the manufacture of round tubes from two flat strips are shown in FIG. This shows in section I (corresponding to section line I-I of FIG. 2) the undeformed flat strips, in sections II and III (corresponding to section lines I1, II and III-111 of FIG. 2) intermediate stages of the preliminary profiles;
in section! V (corresponding to section line IV-IV of FIG. 2) the final shape of the preliminary profiles; in section V (corresponding to the section line V-V of Fig. 2a) the front profile twisted against each other by 45;
in section VI (corresponding to section line VI-VI of FIG. 2a) the preliminary profiles twisted by 90 'each, shortly before the weld; in section VII (corresponding to the section line VII-VII of Figure 2a) the finished welded tube in flat oval shape;
in the sections VIII and IX (corresponding to the section lines VIII-VIII and IX-IX of FIG. 2a) intermediate stages of the transformation from flat oval tube to round tube and finally in section X (corresponding to section line X-X of FIG. 2a) the finished round tube.
According to the scheme of FIG. 3, FIG. 4 shows the individual characteristic stages in the production of rectangular tubes from two flat strips, which are first formed into U-profiles and then gradually twisted by 90 and welded.
Fig. 5 shows in the same schematic presen- tation the stages of manufacture of relatively sharp-edged square tubes made of two flat strips, the strips being formed into angular pre-profiles and twisted by 90 to one another. If such relatively sharp-edged square tubes are to be produced, an angle welding must be made, as can be seen from the illustration. The preparation of the edges of the pre-profiles for this welding can be done by chamfering or scraping at any point during passage through the forming rollers.
In FIG. 6, on an enlarged scale, two angled preliminary profiles which are beveled at the edges are shown immediately before the welding. The pre-profiles initially touch the surfaces formed by the inner bevels. During the welding that now follows, the narrow hatching material is melted along the two weld seams and displaced by the application of pressure.
The pressure roller downstream of the welding point has the profile 43, so that the welded square tube edges receive the same roundings that the unwelded edges 44 and 45 assumed when the preliminary profiles were formed. Fig. 7 shows a square tube with edges welded in this way after passing the pressure roller. The resulting inner burr 46 can either be left or removed.
Fig. 8 shows in the same representation the charact ristic manufacturing stages of the manufacture of a square tube with rounded edges from two flat strips that ge to angular pre-profiles are formed and twisted by 90 to each other.
In this embodiment, the edges of the pre-profiles are bent up by a corresponding design of the forming rollers, so that after the pre-profiles have been twisted by 90 each, the edges meet butt. No beveling of the edges is necessary here before welding. The tubes produced according to this embodiment have more rounded edges than those produced according to the embodiment according to FIGS. 5 to 7.
Fig. 9 shows in a representation similar to earlier, the characteristic stages of manufacture of a triangular tube with rounded edges made of three strips. The strips are first slightly bent open by the Formungsein direction and formed three preliminary profiles approximately trough-shaped in cross section. Then the two outer profiles are twisted to each other by 120 each, while the middle profile remains untwisted, and the butted edges are connected by three welds.
Fig. 10 shows the same representation of the characteristic stages of manufacture of a relatively sharp-edged triangular tube made of three strips. As he can see, three angular pre-profiles are first formed with an opening angle of 60 and the two outer pre-profiles are twisted again by 120 each, while the middle pre-profile remains untwisted. The butt-meeting edges are welded together.
In contrast to the embodiment according to FIG. 9, the weld seams are not located on the edges, but approximately in the middle of the surfaces of the triangular tube.
Fig. 11 shows another embodiment of the inventive method in a similar presen- tation which can be used for the production of open profiles. In this example, a cross profile is made from two flat strips. The strips are first formed into angular pre-profiles and then twisted by 90 so that they lie back to back against one another. These edges are then welded by means of a weld seam to form a cross profile.
In FIG. 12, a shaping device which can be used with advantage for the method according to the invention is shown, which is used to shape channel profiles for the production of round tubes via the intermediate stage of a flat oval tube according to FIG. The device comprises a stand, not shown, in which the upper shaft 47 and the lower shaft 48 are mounted. The punch roller set is firmly connected to the upper shaft 47 and the die roller set is firmly connected to the lower shaft 48.
The punch roller set consists of the working disks 49 and 50, the intermediate roller 51 and the spacer rings 52 and 53. The swivel roller set consists of the working rollers 54 and 55 and an intermediate roller 56.
As can be seen, the working disks 49 and 50 and the working rollers 54 and 55 cooperating with them have a working surface with a quadrant in cross section, so that the strip 58 is given a quadrant cross-section profile on the edge parts.
The cylindrical intermediate rollers 51 and 56 are interchangeable; their length corresponds to the length of the flat intermediate piece between the quarter-circle-shaped curvatures of the front profile to be produced.
According to a preferred embodiment, the cylindrical intermediate rollers can be made in two parts, as is explained in FIG. 13 for the intermediate roller 56 of the swage roll set. The intermediate roller can consist of two half-shells 56 and 56 'which are fastened on the shaft 48. Bolts or retaining pins (not shown) can be used as fastening means.
However, the fastening option shown in FIGS. 12 and 13 is very advantageous, the parts 56 and 56 'of the intermediate roller at the ends (57 and 57') beveled roof-shaped and the working rollers 54 and 55 also correspondingly conical. As can be seen from FIG. 12, the conical parts of the working rollers 54 and 55 overlap the roof-shaped beveled parts of the intermediate roller and hold the two parts 56 and 56 'on the shaft 48.
This two-part embodiment of the intermediate rollers is of great advantage when exchanging the intermediate rollers, which must be vorgenom men when changing the diameter of the pipe to be produced; because you don't need to do anything more than loosen the fastening supply of the work rolls 54 and 55 and push them apart, then put the two half-shells of the next intermediate roll on the shaft and tighten the fastening of the parts 54 and 55 as the. However, the work rollers 54 and 55 themselves are never replaced and the parts of the stator in which the shaft 48 is mounted
also never need to be removed when changing programs.
In the same way as the intermediate roller 56 of the die roller set, the cylindrical intermediate roller 51 of the stamp roller set can also be divided out leads, although this is not shown in the drawing. The punch rollers 49 and 50 only need to be exchanged if the wall thickness of the pipe to be produced is to be changed. Otherwise, if the pipe diameter is changed, just as with the swivel roll set, only the intermediate roller 51 is replaced.
In any case, it should be emphasized that when using this device, in contrast to the known devices, only a relatively small inventory of tools is required and the assembly work is reduced to a minimum when changing programs.
It is advisable to take precautions to ensure that the weld seams that are made to create the desired profile are of uniform quality. Measures are taken to ensure the same welding temperatures. Is z. If, for example, the conductive variant of the electrical notch effect welding is used to manufacture round tubes according to the scheme of FIG. 3, the two welding current rollers are arranged in such a way that the distances to the weld seams can be changed.
This is explained in more detail in FIG. 14 using an example. In this case, the welding current rollers are arranged to be pivotable about two axes that are as close as possible to the pipe axis.
The electrical current is fed via a transformer with the primary winding 59 from the secondary winding 60 to the two carriages 61 and 62. On the bolts 63 and 64, the power roller carriers 65 and 66 are pivotably mounted. You can have your own organs, e.g. B. the rods 67 and 68, are pivoted such that the lower welding current rollers 69 and 70 cover smaller distances to each other than the upper welding current rollers 71 and 72. The welding current can either via a second transformer (not shown) or the upper rollers are supplied via the intermediate disks 73 and 74.
It is fed to the preliminary profiles 75 and 76 at the parts close to the seam. If the upper seam proves to be cooler than the lower one, the welding current rollers must be swiveled towards each other. If the lower one is cooler than the upper one, the welding current rolls must be swiveled apart. If both are too cool, the current must be increased. If the distance between the tip of the weld seam and the welding current rollers is too great, the carriages 61 and 62 and thus the welding current rollers must be brought closer to one another.
Due to the fact that the pre-profiles for the tools, e.g. B. form rollers, are accessible from both sides and can be completely closed by the tools, a significantly greater freedom of movement with respect to the pipe cross-sections it is possible. This allows the immediate production of shapes that previously had to be produced by a subsequent drawing process. The freedom of movement also affects the relative wall thickness. In addition to the usual tubes, both relatively thin-walled and relatively thick-walled tubes can be produced.
It is also possible to produce tubes with beads, grooves or shoulders by welding together correspondingly shaped pre-profiles. An economically very important advantage of the invention is that for a given maximum strip width, the maximum diameter of a round tube doubles. This increases the maximum diameter for the continuous production of large pipes.
If the welding is carried out with the aid of the electrical notch effect, the invention also offers extensive freedom of movement with regard to the materials. In addition to commercial steels, high-strength, heat-resistant and corrosion-proof steels can be processed as well as aluminum, copper and their alloys.
The invention enables lower system costs, especially for large pipe systems. This results in shorter downtimes, lower tool costs and less effort in the event of a program change. Pipes produced according to the invention can therefore be sold more cheaply or at greater profit.
The possible uses of the invention are therefore very diverse. It is particularly suitable for the production of large conduit pipes made of steel or aluminum alloys and for the production of statically stressed square and rectangular pipes, in particular from high-strength steels.