DE1963805A1 - Maschine zum Herstellen von Zweischichtenrohren durch Schweissen von schraubenlinienartig aufgewickelten Baendern - Google Patents

Description

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19· Dezember 1'j^fi

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MASCHINE ZUM ILH:',BELLEN VON ZWPJI" ^iXJHTENROHREN DURCH SCHWEIßEN Vüfl OCIIk/,UBENIiINIENAkTBJ Aüi? J5-.7ICKBMJEW BÄNDERN

Die Erfindung bezieht sich auf l«n:iohin*jn zum Herstollen von Rohren, insbesondei-e auf !.iaaci.. ..ieu zum Herstellen von Zweischichtenrohren durch Schweißen von schraubenlinienartig aufgewickelten Bändern.

Die vorliegende iirfindunt: kann vorteilhaft bei der Herstellung von Zweischichbonrohren mit einem Durchmesser ^? ri _t über 1200 mm für Hochuruckrohrleitungen angewendet werder, deren Rohre aus dünnen Bändern bestehen. Die Erfindung kern, jedoch in gleichem Maße bei der Herstellung von Rohren Anwen-

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^N dung finden, die aus verschiedenartigen Metallbändern oder aus Metallbändern mit unterschiedlichen Festigkeitseiconschaften bestehen·

Zur Zeit sind Maschinen zum Herstellen von Zweischicht onrohren durch Schweißen von schraubenlinienartig aufcewl ekel toi Bändern bekannt. Diese Maschinen besitzen hintereinander an-

α geordnete Vorrichtungen zum Vorbereiten der Bänder zum Schweißen und Walzen, welche die Bänder der formgebenden Schweißmaschine zuführen, aus der das fertige Zweischichtenrohr austritt. Hierbei führen die Walzen gleichzeitig beide aufeinandergelegte Bänder zu (s· beispielsweise rfe framösische-Vatentschti Nr. 1197896 der Klasse B, 21(3, 1958).

Da das Außenband beim Herstellen von Zweischicht; c;x rohr en das Innenband umfassen soll, muß die Zuführungsgesciiwindi^eit des Außenbands größer als die des Innenbands sein. Dies /lid bei der bekannten Maschine durch zwangsweise hervorgerut ,es

™ · Rutschen eines Bands relativ zum andern oder durch Erv/arr.-on eines der Bänder, und zwar des Bandes für die AußenschLcht des Rohrs, erzielt. Es ist verständlich, daß das Durchführen dieser Arbeitsgänge mit Schwierigkeiten verbunden ist· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine

eine

zum Herstellen von Zweischichtenrohren zu schaffen, die getrennte Zuführung der Bänder in die formgebende Schweißmaschine bei individueller Regelung des Sintri^jttswlnkels jedes Bandes sicherstellt.

Die gestellte Aufgabe «vird dadurch gelöst, daß bei der

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Maachine zum Herstellen von Zwoischichtenrohren, die hintereinander angeordnete Vorrichtungen zum Vorbereiten der Bänder zum Gehweißen sowie Walzen enthält, welche die Bänder der formgobenden Schweißmaschine zuführen, aus der das fertige Zweischichtenrohr austritt, erflndungsgemäß die Walzen zu mindestens zwei Gruppen zusammengefaßt sind, von denen jede eins dor Bänder zufährt, wobei die Drehachsen der Walzen joder Gruppe waagerecht liegen, aber die Walzen einer Gruppe unter einem Winkel β zu den Walzen der andern Gruppe montiert sind und die Größe dieses Winkels in Graden durch nachstehende Formel bestimmt ist;

β = aro 008 A _ hi, „obel

B. - Breite des die Innenrohrschicht bildenden Bands in ; B₂ - Breite dea die Außenrohrschicht bildenden Bands in ι. D, - Durchmesser der Innenrohrschicht in mm, D - Durchmesser der Außenrohrsckicht in mm^Eine derartige konstruktive Ausführung gestattet es, die Bänder getrennt ui.d unter verschiedenen Winkeln in die formgebende Schweißmaschine einzuführen« '

Zweckmäßigerweise wird eine Walzengruppe so montiert, daß sie zum Korrigieren des Winkels Jh relativ zur andern Walzongruppe um die zur Bohrlangsachse senkrechte Achse gedreht werden kann· Dadurch wird es möglich, den Eintrittswlnkcl jedes Bands in die formgebende Schweißmaschine getrennt zu regeln.

Die um die Senkrechtaohse drehbaren Walzen können in

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einem Gestell montiert werden, daa starr am Rahmen befestigt iat, der mit Hilfe eines elektrischen Antriebs um eine ortsfeste Sonkrechtachse verdrehbar ist , die senkrecht zur Rohrlängsachse steht. Gleichzeitig werden die Walzen aneinander angepreßt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend

ein konkretes Ausführungsbeispiel derselben unter Hinwei3 auf

r
beiliegende Zeichnungen betachtet; es zeigen

Fig. 1 von der Seite aus betaahtete Gesamtansicht der erfind ungsgemäßen Maschine,

Fig_t 2 Schema der Bondanordnung bei dor Herstellung einos Zweischichtenrohrs,

Fig. 5 Seitenansicht der Zuführungswalzen im vergrößerter! Maßstäbe,

Fig. 4 dasselbe Schema wie in Fig. 2, aber mit relativ -zueinander versetzten Bändern, und

Fig. 5 Draufsicht auf die erfindungegemäße Maschine.

Die Maschine zum Herstellen von Zweischichtenrohren enthält hintereinander angeordnete Vorrichtungen 1 und 2 (Fig.l) zum Vorbereiten der Bänder 3 und 4 zum Schweißen und Walzen 5i 6, 7 und 6, die zu zwei Gruppen zusammengefaßt sind und die Bänder 3 und 4 der formgebenden Schweißmaschine 9 zuführen, aus der das Zweischichtenrohr austritt. Die Längsachsen der Walzen 5···ΰ liegen waagerecht, wobei

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die Walzen 7 und 8, welche eine Gruppe bilden, unter einem Winkel β (Fig.2) zu den Walzen 5 und 6, aus denen die andere Gruppe besteht, angeordnet sind. Dieser Winkel hängt von der . Bandbreite und -dicke sowie auch vom Rohrdurchmesser ab. Die Größe des Winkels β in Graden wird durch die Formel

A = arc cos (B₂ - %) bestimmt,'wobei B^ - Breite des die Innenrohrschicnt^bildend'en Bands in mm, B₂ - Breite des die Außenrohrschicht bildenden Bands in mm, D, - Durchmesser der Innenrohrschicht in mm, Dg - Durchmesser der Außenrohrschicht; in mm ist. Die Walzen 7 und 8 sind im Gestell 10 (Fig.3) montiert, das starr am Rahmen 11 befestigt ist, der mit Hilfe eines elektrischen Antriebs 14 auf Rollen 12 um die Senkrechtachse 13 gedreht werden kann. Die Achse 13 ist unbeweglich und steht senkrecht zur Längsachse des Rohrs 15· Die Walzen 7 und ö werden mit Hilfe eines Bügels 16 aneinander angepreßt, dessen eintfj Ende am Gestell IO angelenkt und dessen anderes Ende über Stift 17 mit der Kolbenstange 18 eines Hydraulikzylinders 19 verbunden ist, dessen Gehäuse am Gestell 10 befestigt Ist · Hinter den Walzen 7 und 8 sind in Laufrichtung des Bands

u
(diese Richtng ist bedingt durch Pfeil A angedeutet) ortsfeste

einer»

Führungsrollen 20 vorgesehen, die auffgemeinsaaen Tragkörper rentiert sind, der am Gestell 10 befestigt ist.

Die obenangeführte Formel, durch die die Abhängigkeit des Winkels Jh von Bandbreite, -dicke und Rohrdurchmesser gekennzeichnet wird, wurde unter der Voraussetzung aufgestellt, daß der

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. Winkel β . d gleich der Differenz zwischen den Winkeln »^ und oL_t (Fig,2) ist, wobei ⁰^-, e/erWinkel zwischen Kante des

^^βΓ tier

Bands 4 nnd Längsachse des Rohrs 15um/«t_x**'/i.n;tGl zv.'LrxN.-a i-.nnüc

des uiiiiur; J und h u ;r;aca.■·. v-u iiuiirr:. '\y ir; υ.

Zum Regeln des Schweißspalts zwischen der Kante des Bands

3 und der .:- ersten Windung der Rohraußenschicht wird Winkel °L korrigiert. Dies erfolgt durch Drehen des Rahmens 11 φ (Fig.3) zusammen mit den Walzen 7 und 8 um die Senkrechtachse 13.

Die Bänder 3 und 4 müssen unter verschiedenen Winkeln zugeführt werden, um gleiche Axialkomponenten der Band zuführungsgeschwind lgke'it beim Eintritt in die formgebende Schweißmaschine sicherzustellen, was eine der Hauptbedingungen bei der Formgebung vnn Zweischichtenrohren ist·

Die formgebende Schweißmaschine 9 ist auf einer Tragplatte 22 montiert, die mittels Rollen 25 auf einem Rahmen 24 aufliegt. . Dieser Rahmen wird mit Hilfe eines elektrischen Antriebs 25 um die Senkrechtachse 13 gedreht.

Die Tragplatt· 22 kann zusammen mit der Maschine 9 durch einen elektrischen Antrieb 26 um die Senkrecht ache· 13 gedreht werden, wobei der Maschine die erforderliche Lage erteilt wird, die vom Durchmesser des hergestellten Rohre sowi· der Breite der Bänder 3 und 4 abhängt·

Die Lage des aus der Maschine 9 austretenden Rohrs 15 in bezug auf den Rahmen 24 wird durch LÜnetten 27 (Fig. 5) bestimmt, die auf diesem Rahmen montiert sind·

Der Sohwelßspalt zwischen der Kante des Bands 4 und 009848/ 1051 ' -

BAD ORiGiNAu

dor der ersten Wicklung der Innenrohrschicht wird durch Ändern des Winkels cC_f (Fig.2) geregelt. Dies erfolgt durch Drehen des Rahmens 24 zusammen mit dem Rohr 15 (Fig.3) um die Achse 13 odor durch synchrones Drehen des Rahmens 24 und dor Tragplatte 22 zusammen mit der formgebenden Maschine 9 um die Achse 13·

Die Walzen 5 und 6 sind in einem ortsfesten Gestell 28 montiert und werden mit Hilfe des Bügels 29 aneinander oiifjepreßt. Sin Ende dieses Bügels 1st am Gestell 28 angelenkt, während das andere Ende durch Stift 30 mit der Kolbenstange 31 eines Hydraulikzylinders 32 verbunden ist , Das Gehäuse dieses Zylinders ist am Gestell 28 angelenkt.

Hinter den Walzen 5 und 6 sind in Laufrichtung des Bands 4 (diese Richtung ist bedingt duroh Pfeil B angedeutet) Führungsrollen 33 vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Tragplatte 34 montiert sind.

Die Bänder 3 und 4 werden der formgebenden Schweißmaschine zugeführt, wobei sie relativ zueinander um das Uaß "a", wie dies aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, versetzt sind. Dies

ein
ist erforderlich, um einseitiges Schweißen sowohl der inneren als auch der äußeren Rohrschicht auf der anliegenden Schicht ohne Durchbrennen zu ermöglichen.

eine

Jede der Vorrichtungen 1 und 2 (Fig.l) enthält Entrollvorrichtung 35 für das Bund alt dem Band 3 bcw. 4, Richtmaschine

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ßAD ORlGtNAL

36, Schere 37 zum Abschneiden der Bänder in Querrichtung, Stumpfschweißmaschine 38 mit Gratentferner, Scheibenschere Hum Kalibrieren der Bandbreite und Zuführungsrollen 40. Die Maschine ist auf einem Fundament 41 montiert, das

ein Aussparungen 42 und 43 besitzt, um Durchhängen der Bänder 3

und 4 zu ermöglichen.

Der Durchhang des Bands 3 in der Aussparung 42 ist er-

einen

forderlich, um eine Bandreserve zu schaffen, welche ununterbro-'. chenen Maschinenbetrieb beim Stumpfschweißen der Bandenden in der Vorrichtung 1 ermöglicht.

Der Durchhang des Bands 4 in der Aussparung 43 ist erforderlich, um eine Bandreserve zu schaffen, die ununterbrochenen Maschinenbetrieb beim Stumpfschweißen der Bandenden in

Vorrichtung 2 ermöglicht. Der zweite Durchhang mit konstanter Länge des Bands 3 in der Aussparung 43 ermöglicht das Ändern des Eintrittswinkels diese Bands in die formgebende Schweißmaschine, da das Band in dieser Aussparung schiefgestellt werden kann*

Wahrend des Maschinenbetriebs passieren die zuvor zu Bunden aufgewickelten Bänder die Vorrichtungen 1 und 2, wobei sie nach und nach aufgewickelt, gerichtet, an den Enden abgeschnitten und stumpfgeschweißt werden sovie ihre Breite kalibriert wird. Hiernach gelangen sie in die Aussparungen 42 und

einen

43 (Fig.l), wo sie durchhängen und dadurch ununterbrochenen Maschinenbetrieb beim Stumpfschweißen der Bandenden in den Vorbereitungsvorrichtungen 1 und 2 ermöglichen·

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BAD ORiGfNAL

Die Bänder J> und 4 werden aus den Vertiefungen durch Walzen 5·· »8 herausgezogen, welche sie unter verschiedenen Wineln zur Längsachse des Rohrs 15 der formgebenden Schweißmaschine 9 zuführen. Diese Zuführung der Bänder unter verschiedenen Winkeln gewährleistet gleiche Axialkomponenten der Bandzuführungsgeschwindigkeit beim Biegen der Bänder zu Bögen mit

Ii

unterschiedenem Durchmesser während des Formgebens des Zweischichtenrohrs ·

Es muß, wenn Bänder 3 und 4 krummlinige Kanten aufweisen, die Größe des Schweißspalts sowohl bei der inneren als auch bei der äußeren Rohrschicht eingestellt werden· Der Schweißspalt wird bei der Innenschicht durch Drehen des Rahmens 24 (Fig.3) zusammen mit Rohr 15 um die Achse 13 oder durch gemeinsames Drehen dieses Rahmens und der Tragplatte 22 mit der formgebenden Schweißmaschine 9 eingestellt· Der Schweißspalt wird bei der Außenschicht durch Drehen des Rahmens 11 zusammen mit den Walzen 7 und 8 eingestellt·

In der formgebenden Schweißmaschine 9 (Fig.l) werden die Bänder 3 und 4 schraubenlinienartig (wie dies aus Fig· 5 ersichtlich ist) zum zylindrischen Rohrrohling gewickelt und gleichzeitig werden die Spiralnähte der Innen- und Außenrohrschicht geschweißt.Hierbei wird die Innenschicht durch Apparat 44 (Fig.l) an der Stelle, wo die Kante des Bands 4 mit der der ersten Innenschichtwindung zusammentrifft, und die Außenschicht durch Apparat 45 an der Stelle, die um eine halbe

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BAD

Spiralwindung in bezug auf die Schweißstelle der Innenschicht versetzt ist, geschweißt. Das aus der Maschine 9 austretende Bohr kann, ohne angehalten zu werden, zu Maßlängen zerschnitten und zur nachfolgenden Bearbeitung weiterbefördert werden.

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Claims (3)

1. Λ Q O Q Q Π

   If- ι! γκ γμ I α Do OU

   Γ 30 168/2 - 11 -

   PATENTANSPRÜCHE:

   ( l.jMaschine zum Herstellen von Zweischichtenrohren durch Schweißen von echraubenlinlenartlg aufgewickelten Bändern, die hintereinander angeordnete Vorrichtungen sum Vorbereiten der Bänder zum Schweißen sowie Walzen enthält, welche die Bänder der formgebenden Schweißmaschine zuführen, aus der das fertige Zweischichtenrohr austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (5, 6, 7 undS) zu mindestens zwei Gruppen zusammengefaßt sind, von denen jede eins der Bänder (3 oder 4) zuführt, wobei die Drehachsen der Walzen (5·..8) jeder Gruppe waagerecht liegen, aber die falzen (7 und 8) einer Gruppe unter einem Winkel β zu den Walzen (5 und 6) der andern Gruppe montiert sind und die Größe dieses Winkels in Graden durch nachstehende Formel bestimmt isf : λ & arc cos ( ~* - ~- ), wobei B₁ - Breite des die Innenrohrschicht bildenden Bands in mm, Bg - Breite des die Außenrohrschicht bildenden Bands in mm, D, — Durchmesser der Innenrohr— schicht in mm D„ - Durchmesser der Außenrohrschicht in mm ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Walzen (7 und Q) so montiert ist, daß sie zum Korrigieren des Winkels/?relativ zur andern Gruppe von Walzen (5 und 6) um die zur Längsachse des Rohrs (Iß) senkrechte Aohse (15) gedreht werden kann.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch 'gekenn-

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   BAD

   zeichnet, daß die um die Senkrechtachse (1?) drehbaren Walzen (7 und ö) im Gestell (10) montiert sind, dae starr am Rahmen (11) befestiet ist, der mit Hilfe des elektrischen Antriebs (14) um die ortsfeste Senkrechaohse (13)terdrehbar ist die senkrecht zur Längsachse des Rohrs (15) steht, wobei die Walzen (7 und 8) aneinander angepreßt sind ,

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