DE885239C

DE885239C - Device for manufacturing spiral-welded pipes

Info

Publication number: DE885239C
Application number: DENDAT885239D
Authority: DE
Original assignee: EDUARD KUENZ JUN
Current assignee: EDUARD KUENZ JUN
Publication date: 1953-06-18

Description

Vorrichtung zum Herstellen spiralgeschweißter Rohre Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung spiralgeschweißter Rohre aus en& losen Blechstreifen, die in einer als Hülse ausgebildeten Wickelform mit am Umfang vorgesehener Eintrittsöffnung und axialer Austrittsöffnung schraubenförmig gewickelt und dabei der Hülse über Transportrollen od. dgl. zugeführt werden. Letztere sind zu diesem Zweck gegen die Hülse unter dem Steigungswinkel der Rohrspirale versetzt. Das Runden des Bandes erfolgt bei den bekannten Vorrichtungen durch sögenannte Biegeeinsätze oder durch Rollen, die so bemessen sind, daß der Blechstreifen gleich hinter der Eintrittsöffnung der Hülse auf einen geringeren Durchmesser, als er dem endgültigen Rohrdurchmesser entspricht, gebogen wird. Die Anfangskrümmung dia.rf deshalb nur so stark sein, daß das Metallband in die beabsichtigte endgültige Krümmung des Rohres zurückfedern kann. Sie muß also der Elastizität des verwendeten Bandwerkstoffes angepaßt werden.Apparatus for making spiral welded pipes The invention refers to a device for the production of spiral-welded pipes from en & loose sheet metal strips, which are in a winding form designed as a sleeve with on the circumference provided inlet opening and axial outlet opening wound helically and at the same time the sleeve is fed via transport rollers or the like. The latter are for this purpose offset against the sleeve at the pitch angle of the spiral pipe. In the known devices, the band is rounded by so-called bending inserts or by rollers that are dimensioned so that the sheet metal strip is just behind the The inlet opening of the sleeve to a smaller diameter than the final one Pipe diameter corresponds, is bent. The initial curvature therefore only dia.rf be so strong that the metal band in the intended final curvature of the pipe can spring back. So you must have the elasticity of the tape material used be adjusted.

Obwohl Vorrichtungen dieser Art schon seit vielen Jahren bekannt sind, sind spiralgeschweißte Rohre kaum oder nur ganz vereinzelt auf den Markt gekommen. Nach den dieser Erfindung zugrunde liegenden. Erkenntnissen liegt das vor allem daran, daß man dem Vorbiegen des Bandes, seiner Führung und Verformung innerhalb der Hülse sowie den. in der erstarrenden Schweißnaht sich abspielenden. Vorgängen keine Beachtung geschenkt bzw. nicht erkannt hat, welche Bedingungen zu erfüllen sind, um ein einwandfreies spiralgeschweißtes Rohr zu erhalten.Although devices of this type have been known for many years, Spiral-welded pipes have hardly come onto the market, or only very sporadically. According to the underlying this invention. This is mainly based on knowledge remember that the pre-bending of the tape, its guidance and deformation within the sleeve as well as the. taking place in the solidifying weld seam. Operations paid no attention or did not recognize the conditions to be met in order to obtain a flawless spiral-welded pipe.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, kennzeichnet sich die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung durch Biegewalzen, Rollen, Biegeeinsätze od. dgl., :die den Blechstreifen, urimittelbar vor und/oder hinter der Eintrittsöffnung der Hülse auf einen größeren Radius als dem endgültigen Rohrhalbmesser vorbiegen, eine als Schweißöffnung dienende Aussparung in der Hülse, die so weit von deren Austrittsende. abgelegen ist, diaß die Schweißnaht bis zur vollständigen: Erstarrung in der Hülse verbleil3t,- -sowie in letzterer spiralförmig verlaufende Leisten, an denen das Band entlang gleitet und die in solchem Abstand voneinander angeordnet und so hoch sind, daß d'ie miteinander zu verschweißenden Bandkanten jeweils zwischen benachbarten Leisten und zweckmäßig in deren Nähe verlaufen und die Schweißraupe dabei in der Hülse frei liegt. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, bei der der endgültige Rohrdurchmesser ausschließlich von einer unkontrollierbaren Größe, nämlich dem Ausmaß der Rückfederung dies Rohrwerkstoffes abhängt, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Durchmesser des fertigen Rohres durch das Innenkaliber der Hülse, die hier die endgültige- Formgebung des Bandes bewirkt, genau und völlig eindeutig bestimmt. Da ferner das Band nicht mehr mit seiner ganzen Fläche, sondern nur längs vergleichsweise schmaler Leisten gegen die- Hülse-anliegt, wird die Reibungsarbeit außerordentlich herabgesetzt und dadurch überhaupt erst die Möglichkeit geschaffen, gewickelte Rohre mit engtoleriertem Durchmesser herzustellen. Durch die eigenartige Führung des Bandes längs vergleichsweise schmaler, symmetrisch zur Schweißnaht liegender Flächen wird außerdem jede Relativbewegung zwischen den Bandkanten während des Erstarrungsprozesses der Schweiße ausgeschaltet. Die Schweißnaht ist infolgedessen in teigigem Zustand, in dem sie bekanntlich gegen Beanspruchung besonders empfindlich ist, weitestgehend entlastet. Man erhält somit in jedem Falle eine gesunde Naht mit vorzüglichen -Im einzelnen sei die Vorrichtung -nach der Er-Findung an Hand' eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das in der Zeichnung wie folgt veranschaulicht ist.The device is characterized based on this knowledge according to the present invention by bending rolls, rollers, bending inserts or Like.,: The sheet metal strips, right in front of and / or behind the inlet opening Pre-bend the sleeve to a larger radius than the final tube radius, a recess serving as a welding opening in the sleeve, which is so far from their Exit end. is remote, the weld seam is completely solidified Remains in the sleeve - as well as in the latter spirally running ridges, along which the tape slides and which are arranged at such a distance from one another and are so high that the tape edges to be welded to one another are between adjacent strips and expediently run in their vicinity and the weld bead is exposed in the sleeve. In contrast to the known device in which the final pipe diameter exclusively of an uncontrollable size, namely the extent of the resilience of this pipe material depends, is in the invention Device of the diameter of the finished pipe by the internal caliber of the sleeve, which here causes the final shaping of the band, precisely and completely unambiguously certainly. Furthermore, since the band is no longer with its entire surface, but only longitudinally comparatively narrow strips against the-sleeve-rests, the friction work extraordinarily reduced and thereby created the possibility in the first place, Manufacture coiled tubes with tight tolerances. By the peculiar The length of the strip is relatively narrower, symmetrical to the weld seam Surfaces will also be any relative movement between the strip edges during the solidification process the sweat turned off. As a result, the weld seam is in a doughy state, in which it is known to be particularly sensitive to stress, as far as possible relieved. In any case, you get a healthy seam with excellent -Im individual is the device -according to the invention on hand 'of an embodiment described, which is illustrated in the drawing as follows.

Fig. i zeigt eine Draufsicht auf die Wickelhülse mit vorgeschaltetem Biege- und Zuführungswalzwerk, Fig. 2 die Biegehülse in Längsschnitten, Fig. 3 den zugehörigen Querschnitt und Fig.4 eine vollkontinuierlich arbeitende Fertigungsstraße für spiralgeschweißte Rohre.Fig. I shows a plan view of the winding tube with an upstream Bending and feed roller mill, FIG. 2 the bending sleeve in longitudinal sections, FIG. 3 the associated cross-section and FIG. 4 shows a fully continuous production line for spiral-welded pipes.

In dem gezeichneten. Ausführungsbeispiel läuft das zu verarbeitende Stahlband i, das seinen Vorschub von dem Rollenpaar 2 eines Transportwalzwerkes erhält und seitlich über abgefederte Führungen 3 gehalten wird, über Druckstücke 4 oder eine Andruckrolle oder über Biegewalzen (Dreierwalze od. dgl.) in die -Wickelhülse 5 ein. Letztere .ist. gegen die Bandkanten unter- -dem Steigungswinkel der zu erzeugenden Rohrspirale geneigt. Das Band tritt über den Längsschlitz 6 für die Hülse ein-. Gleich anschließend erfolgt .die weitere Verformung des Blechstreifens mittels der nahezu über die Breite des Bandes reichenden Biegerolle durch .deren Spalt ä das Stahlband hindürdhgeführt wird. Es legt sich dabei an seiner Außenfläche satt gegen die an der Innenwand der- Hülse vorgesehenen Führungsleisten. 9, io, `deren Kaliber dem Außendurchmesser des verlangten Rohres entspricht. Diese Führungen, für die vorzugsweise ein verschleißfester Werkstoff verwendet wird., stehen um einen gewissen Betrag gegen die Wand des Hülsenkörpers 5 vor. Sie können in den letzteren eingelassen oder aber, einfacher, durch Auftragsschweißung hergestellt sein. Wesentlich ist, daß die Führungsleisten in Form einer Schraubenlinie in gewissem Abstand etwa parallel zu den Bandkanten verlaufen. Dadurch erreicht man, daß das Band selbst einwandfrei geführt wird; die eigentlichen Bandkanten dagegen vollkommen frei liegen, d. h. keine Berührung mit der Hülse haben. Die Führung des Bandes in axialer Richtung bewirken Druckbacken i i und 12, die über Schrauben 13 oh. dgl. mit der Hülse verbunden und in Längsrichtung, verstellbar sind. An Stelle der Biegeralle 7 kann selbstverständlich auch ein Segment entsprechenden Durchmessers verwendet werden. Ebenso -wird man, insbesondere bei breiteren Bändern statt nur zweier Führungsleisten deren mehrere mit Abstand nebeneinander vorsehen.In the drawn. In the exemplary embodiment, the steel strip i to be processed, which receives its feed from the pair of rollers 2 of a transport roller mill and is held laterally via spring-loaded guides 3, enters the winding core 5 via pressure pieces 4 or a pressure roller or via bending rollers (triple roller or the like). The latter .is. inclined against the strip edges under the pitch angle of the spiral pipe to be produced. The tape enters through the longitudinal slot 6 for the sleeve. Immediately afterwards, the further deformation of the sheet metal strip takes place by means of the bending roller, which extends almost over the width of the band, through whose gap the steel band is guided through. It lies on its outer surface against the guide strips provided on the inner wall of the sleeve. 9, io, the caliber of which corresponds to the outer diameter of the pipe required. These guides, for which a wear-resistant material is preferably used, protrude against the wall of the sleeve body 5 by a certain amount. They can be embedded in the latter or, more simply, be produced by build-up welding. It is essential that the guide strips in the form of a helical line run approximately parallel to the belt edges at a certain distance. This ensures that the tape itself is properly guided; the actual tape edges, on the other hand, are completely free, ie have no contact with the sleeve. The guide of the tape in the axial direction cause pressure jaws ii and 12, the oh via screws 13. Like. Connected to the sleeve and adjustable in the longitudinal direction. Instead of the bending bracket 7, a segment with a corresponding diameter can of course also be used. Likewise, especially with wider belts, instead of just two guide strips, several spaced apart guide strips will be provided.

Das Schweißen des Bandes erfolgt kurz hinter der Eintrittsöffnung. Dazu ist im Hülsenkörper 5 eine als Langloch 14 ausgebildete Durchbrechung vorgesehen., die etwa mittig zwischen den Führungsleisten 9, io verläuft und durch die die Rohrnaht von außen her zugänglich wird. In dem gezeichneten, Ausführungsbeispiel ist eine nach dem automatischen Licht@bogenschweißverfahren arbeitende Schweißeinrichtung 15 angedeutet, bei der der Lichtbogen bekanntlich innerhalb einer Schutzdecke brennt, während der Schweißdraht nach Maßgabe des Abschmelzens fortlaufend nachgeschoben wird. Nachdem Rohrinnern hin ist das Schweißbad:, um ein Durchlaufen des flüssigen Schweißwerkstoffes zu verhindern, durch eine gegen das Band anliegende, über ein Spannschloß od. dgl. einstellbare nicht gezeichnete Kupferbacke abgedeckt. Selbstverständlich ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht an die vorerwähnte Schweißeinrichtung gebunden.,- vielmehr kann man mit ähnlichem Erfolg auch jedes andere kontinuierlich arbeitende Schweißverfahren benutzen. -Um das einwandfreie Anliegen der Kanten überprüfen zu können, wird der Schweißöffnung zweckmäßig noch ein Schauloch vorgeschaltet. Der Schweißer ist dadurch in, der Lage, gewisse, durch die unvermeidlichen Toleranzen in. der Breite des Bandes od. dgl. bedingte Ungenauigkeiten auszugleichen, indem . er durch leichtes Seitwärtsschwenken des aus der Hülse herausstehenden und als Hebelarm wirkenden Rohrendes dafür sorgt, daß die Bandkanten stumpf gegeneinanderstoßen. Dieses Verschwenken kann durch eine Hilfskraft oder aber auch auf mechanischem Wege "durchgeführt werden. Beispielsweise kann: man das freie Rohrende auf einem. Wagen -i$ (Fig. 4) od: dgl: lagern und' diesen Wagen durch Druckknopfl-)etätigung oder Fernsteuerung vorn- Sch«#eißerstand aus in der gewünschten Richtung quer zur Rohrachse verschieben.The band is welded just behind the inlet opening. For this purpose, an opening designed as an elongated hole 14 is provided in the sleeve body 5. which runs approximately in the middle between the guide strips 9, io and through which the pipe seam is accessible from the outside. In the drawn, embodiment is one Welding device that works according to the automatic arc welding process 15 indicated, in which the arc is known to burn within a protective cover, while the welding wire is continuously pushed in according to the melting process will. After the inside of the pipe is the weld pool: to allow the liquid to pass through Prevent welding material by resting against the tape over a Turnbuckle or the like. Covered adjustable copper jaw, not shown. Of course is the use of the device according to the invention not to the aforementioned welding device bound., - Rather, one can also continuously each other with similar success Use working welding processes. -To check the correct fit of the edges To be able to do so, a peephole is expediently connected upstream of the welding opening. As a result, the welder is able to meet certain tolerances due to the inevitable tolerances in. The width of the band or the like. To compensate for inaccuracies caused by . he by gently pivoting the sticking out of the sleeve sideways and as The lever arm acting pipe end ensures that the tape edges butt against each other. This pivoting can be done by an assistant or mechanically ". For example: you can put the free end of the pipe on a. trolley -i $ (Fig. 4) or: the like: and 'store this trolley by pushing a button or remote control from the front, in the desired direction across the Shift the pipe axis.

Da es zur- Erreichung einer einwandfreien Schweißnaht, wie schon gesagt, wesentlich ist, daß keinerlei mechanische Beanspruchungen auf die Naht einwirken, solange sie noch nicht völlig verfestigt ist, sieht die Erfindung im Gegensatz zu bekannten Rohrwickelvorrichtungen bewußt davon ab, die Schweißnaht mit der Hülsenwand in Berührung zu bringen. Zu diesem Zweck ist anschließend an die Schweißöffnung 14 eine Spiralnut i9 an der Inlrenwanid der Hülse 5 vorgesehen, deren Steigungswinkel dem Steigungswinkel der Schweißnaht entspricht und die im Querschnitt so bemessen ist, daß sie die Schweißnaht -allseitig mit einem ausreichenden Abstand umfaßt. Im--Zuge der fortschreitenden Bildurig des - Rohres- wandert die Schweißnaht mithin in dieser Nut weiter, bis sie schließlich am Ende der Hülse nach außen austritt. Bei entsprechend hoch bemessenen Führungsleisten 9, io kann die Spiralnut i9 fortfallen, sofern die Höhe der Leisten gleich oder größer als die Höhe der Schweißraupe ist. Wesentlich ist nur, daß die Schweiße während des Eistarrens nicht gegen die Hülse anliegt und die Hülse selbst so lang ist, daß die Schweißraupe beim Austritt aus der Hülse hinreichend verfestigt ist.Since it is necessary to achieve a perfect weld seam, as already said, it is essential that no mechanical stresses act on the seam, as long as it is not fully solidified, the invention looks to the contrary known pipe winding devices deliberately from the weld seam with the sleeve wall to bring in touch. For this purpose it is then connected to the welding opening 14 a spiral groove 19 is provided on the Inlrenwanid of the sleeve 5, the angle of inclination corresponds to the angle of inclination of the weld seam and dimensioned in this way in cross-section is that it encloses the weld seam -all sides with a sufficient distance. In the course of the progressive image of the pipe, the weld seam moves in this groove until it finally emerges to the outside at the end of the sleeve. If the guide strips 9, io are dimensioned accordingly, the spiral groove i9 can be omitted, provided that the height of the strips is equal to or greater than the height of the weld bead. It is only essential that the sweat not hit the sleeve while the ice is frozen and the sleeve itself is so long that the weld bead emerges from it the sleeve is sufficiently solidified.

Für eine Reihe von Verwendungszwecken ist es vorteilhaft, das Rohr spannungsfrei oder normalisierend zu glühen. Um dabei besondere Transporte auszuschalten und den Vorgang kontinuierlich. zu gestalten, ist der Wickelhülse 5 ein Ringbrenner 2o (Fig.-t) nachgeschaltet, der das Rohr während des Durchlaufens von außen her allseitig erhitzt. An Stelle des Ringbrenners kann man auch einen Glüh ofen verwenden, dessen Ein und Austrittsöffnungen -durch verschiebbare entsprechend ausgebildete Türen dem jeweils hergestellten Durchmesser angepaßt -,verden. Ebenso kann die Erhitzung auch auf induktivem Wege erfolgen.For a number of purposes it is advantageous to use the pipe to glow stress-free or normalizing. To avoid special transports and the process continuously. to design, the winding tube 5 is a ring burner 2o (Fig.-t) connected downstream of the pipe during the passage from the outside heated on all sides. Instead of the ring burner you can also use an annealing furnace, its inlet and outlet openings -by slidable appropriately designed Doors adapted to the diameter produced in each case -, verden. Likewise, the heating can also be done inductively.

Oberflächenbehandelte, beispielsweise verzinkte Rohre lassen sich ohne Verwendung besonderer Verzinkungspfannen in einfacher Weise dadurch erzeugen, daß hinter der Wickelhülse bzw. dem Ringbrenner eine nach dem Metallspritzverfahren arbeitende Spritzpistole 21 od,. dgl. angeordnet wird. In der Regel genügt es, diese Spritzeinrichtung stationär am Führungsbett 22 anzuordnen, .da ja infolge der schraubenartigen Vorschubbewegung alle Zonen der Rohroberfläche nacheinander zwangsläufig in den Wirkungsbereich der Spritzpistole gelangen.Surface-treated, for example galvanized pipes can be without using special galvanizing pans in a simple way, that behind the winding tube or the ring burner one after the metal spraying process working spray gun 21 or. Like. Is arranged. Usually this is enough To arrange the spray device stationary on the guide bed 22, because of the screw-like Feed movement all zones of the pipe surface one after the other inevitably into the Reach the area of action of the spray gun.

Das Abtrennen der jeweils gewünschten. Rohrlängen vom entstehenden endlosen Rohrstrang wird zweckmäßig durch ein rotierendes Trennwerkzeug, beispielsweiseeineTrennsäge23,vorgenommen. Um dabei bei laufendem Rbhr genau senkrechte Schnitte zu erzielen, wird vorgeschlagen, eine mit dem Rohr kuppelbare Mitnehmervorrichrtung, beispielsweise eine Gallsche Kette, vorzusehen, die eine in entsprechenden Führungen des Maschinengestelles ä2 verschiebliche Trennsäge parallel zur Rohrachse mit der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres mitschleppt. Da sich das Rohr ununterbrochen dreht, ist für den Trennvorgang lediglich eine Anstellbewegung des Sägeblattes quer zur Rohrachse erforderlich. Nach dem Abtrennen des Rbhrstranges wird' d.as Sägeblatt zurückgeholt'und die Trennsäge anschließend daran wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht.Separating the one you want. Pipe lengths from the resulting Endless tubing is expediently made by a rotating cutting tool, for example a cutting saw 23. In order to achieve exactly vertical cuts while the pipe is running, it is suggested that a driver device which can be coupled to the pipe, for example a Gallsche Chain, to be provided, which one in corresponding guides of the machine frame ä2 Movable cutting saw parallel to the pipe axis with the feed speed of the pipe. Since the pipe rotates continuously, it is necessary for the cutting process all that is required is a pitch movement of the saw blade transversely to the pipe axis. After the cutting line has been cut, the saw blade is fetched and the cutting saw then brought it back to its original position.

Schließlich hat es sich gezeigt, daß sich -die bei der Kaltverformung des Bandes auftretenden, sich auf die Schweißnaht auswirkenden inneren Spannungen besonders gut beherrschen lassen, wenn man als Werkstoff für die Elektroden ein Material wählt, dessen mechanische Festigkeitswerte diejenigen des Bandwerkstoffes übersteigen. Besondrs gute Ergebnisse konnten beispielsweise 'mit' -Elektroden: erzielt werden, deren Mangangehalt mehr als 21/o und bis etwa zu 4°/o beträgt. -Finally, it has been shown that -the cold deformation internal stresses occurring in the belt and affecting the weld seam Can be mastered particularly well if you use a material for the electrodes Selects material whose mechanical strength values are those of the band material exceed. Particularly good results were achieved, for example, with 'with' electrodes: can be obtained whose manganese content is more than 21 / o and up to about 4%. -

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the production of spiral-welded tubes from endless sheet metal strips, which are wound in a helical manner in a guide designed as a sleeve with an inlet opening on the circumference and an axial outlet opening and are thereby fed to the sleeve via transport rollers or the like, characterized by bending rollers., Rollers, bending inserts or . The like., which bend the sheet metal strip immediately in front of and / or behind the inlet opening of the sleeve (5) to a larger radius than the final tube radius, a recess (14) serving as a welding opening in the sleeve, which is so far away from its outlet end, is that the weld seam remains in the sleeve until complete solidification, as well as in the latter spirally running strips (9, io), on which the band slides and which are arranged at such a distance from one another and so high that they close together welded tape edges between adjacent strips and expediently in their vicinity verl open and the weld bead is exposed in the sleeve.

2. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the arranged on the inner wall of the sleeve. Guide rails (9, io), preferably made of hard material, approximately parallel to the outlet end of the sleeve run to the edges of the tape and just behind the inlet opening (6) in the Start sleeve.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that the welding opening provided in the sleeve consists of an elongated hole (14), this approximately in the direction of the weld seam and approximately in the middle between the guide strips runs. q ..

Device according to claims i to 3, characterized in that directly adjacent to the welding opening (14) is a running along the inner wall of the sleeve, spiral groove (i9) up to the outlet end, whose The helix angle corresponds to the helix angle of the weld seam and. ' which in cross section is dimensioned so that it encloses the weld seam on all sides at a distance.

5. Device after the. Claims i to q.,. characterized by d'ass in front of the welding opening (1q.) To check the position of the strip edges before welding a viewing hole is.

6. Device according to claims z to 5, characterized in that; that this Welding of the strip edges using automatic ones known per se Arc welding process takes place, with the weld pool towards the inside of the pipe covered by a copper jaw or the like resting against the band.

7. With a device according to the Ante claims z to 6 equipped system for the production of spiral-welded pipes, characterized by the combination of the following features a) a known, - the outlet "end of the sleeve downstream ring burner (2o) with -preferably concentric to Individual burners arranged on the pipe axis, b) a spray gun (2i) or the like, which is also known per se, downstream of the sleeve or the ring burner and operates according to the metal spraying process, for surface treatment of the pipe, for example its galvanizing, and c) a device for cutting off the desired pipe lengths of the pipe string continuously emerging from the sleeve, consisting of a cutting tool that is displaceably guided parallel to the pipe axis, for example a cutting saw (23), which is used for cutting via a driver, for example a link chain, coupled to the pipe string and positioned perpendicular to the pipe axis during the cutting will. B. The Ve Use of welding electrodes, which result in welding higher strength than that of the base material, for welding the strip edges on the device and the system according to claims z to 7.