DE2036707A1

DE2036707A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Richten von geschweißten Tragern

Info

Publication number: DE2036707A1
Application number: DE19702036707
Authority: DE
Inventors: Werner 4600 Dortmund Brackel P Dobrott
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1970-07-24
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1972-01-27
Also published as: FR2099585B3; IT939334B; BE770330A; US3756056A; FR2099585A3; GB1355431A; ES392957A1; NL7110240A

Description

Hoesch Aktiengesellschaft» 46 Dortmund, Eberhardstraße 12 Verfahren und Vorrichtung zum Richten von geschweißten Trägern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum durchlaufenden Richten von geschweißten unsymmetrischen Trägern, insbesondere von Winkelprofilen.

Derartige geschweißte unsymmetrische Winkelprofile werden im Schiffsbau als Spante verwendet und mit der Schiffshaut verschweißt.

Geschweißte Profile verziehen sich beim Erkalten der Schweißnähte durch die auftretenden Schrumpfspannungen. Bei unsymmetrischen Schweißprofilen, z.B. Winkelprofilen, führt dies zu einem Verzug in hauptsächlich zwei Ebenen, nämlich zu der bekannten Säbelform in horizontaler Ebene und zu der Wölbung des Gurtes in der senkrecht dazu stehenden vertikalen Ebene. Von geringerer Bedeutung ist die Neigung des auf den Steg mit einem Abstand zur Stegkante aufgesetzten Gurtes zu dem längeren Teil des Steges hin, da diese Neigung durch entsprechend negatives Aufsetzen des Gurtes in Grenzen gehalten werden kann.

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Bisher wurden diese Spante in einem Richtwerk gerichtet, in dem die Schrumpfung durch Walken und Hochkantbiegen des Steges beseitigt wird. Bei dieser Methode läßt es sich nicht vermeiden, daß aufgrund der Ausbildung der Walzen die Kräfte mit einem Hebelarm über die Schweißnähte auf das Profil übertragen werden, da der Kraftangriffspunkt am Gurt liegt. Dadurch werden sehr große Scherkräfte in die Schweißnaht ein* geleitet. Nahtrisse sind häufig die Folge.

Ferner ist zwar ein Verfahren zum Hochkantrichten und Biegen von flachen Gurtstäben für den Schiffsbau durch einseitiges Strecken mittels Walzen aus der DT-PS 672 329 bekannt, wobei der Stab im mehrfachen Durchgang im Bereich einer seiner Längskanten gestreckt wird. Diese Behandlung kann lediglich bei vollsymmetrischen Querschnitten eine Beseitigung etwaiger Krümmungen in horizontaler Ebene bewirken. Eine etwa vorhandene Krümmung in vertikaler Ebene bleibt jedoch voll erhalten und muß in einer nach- oder zwischengeschalteten Richtanlage beseitigt werden.

Eine Richtwirkung bei unsymmetrischen, κ.B. winkelförmigen Schweißträgerη ist nicht gegeben, da durch die einseitige Verlegung des Schwerpunktes an der dem Schwerpunkt naheliegenden Begrenzungefläche eine größere Kraft aufgebracht werden müßte

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' Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, geschweißte unsymmetrische Träger, insbesondere Winkelprofile, in einem Arbeltsgang zu richten und dadurch den durch das Schrumpfen bedingten Verzug sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ebene zu beseitigen.

_t Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der

^; Steg im Bereich des Anschlußquerschnittes des Gurtes gleich-

j zeitig gebogen und gewalzt wird, wobei das Walzen in der

Biegeebene erfolgt.

Das wesentliche Kennzeichen der Vorrichtung zu Durchführung dieses Verfahrens ist, daß zwischen zwei Biegerollen ein aus zwei Walzen bestehendes Walzwerk angeordnet ist. Bei dem Walzwerk ist die obere Walze zum Walzvorgang anstellbar, während der Antrieb des Walzwerkes über die untere feststehende Walze erfolgt.

ι Da der Gurt nicht immer genau senkrecht zum Steg steht, ist die ■

obere Walze mit einer Nut versehen, deren seitliche Begrenzung ^! durch einen Spurkranz und verstellbare Ringe erfolgt.

Um Winkelprofile mit unterschiedlichen Gurtbreiten richten zu ! können, ist es wichtig, daß die obere Walze an der der Nut ab-

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gewandten Seite schwingend in einem Ständer gelagert ist. Der zum Walzen notwendige Walzdruck wird dadurch aufgebracht, daß das freie Ende der oberen Walze über einen hydraulischen Arbeitszylinder vertikal verstellbar ist.

Die Biegung des Profils wird dadurch erreicht, daß die Biegerollen vertikal verstellbar sind.

Das durchlaufende Profil läuft dadurch horizontal in einer Ebene, daß zusätzliche auf den Gurt wirkende Rollen angeordnet sind. Die nicht mit einem Gurt versehene Seite des Steges wird dadurch gerichtet, daß jeweils zwischen der einen Rolle und der oberen Walze und der anderen Rolle und der oberen Walze zwei auf den Steg wirkende Richtrollen angeordnet sind. Die geschweißten Profile werden dadurch rechtwinklig zu den Walzen geführt, daß in der Ebene der äußeren Rollen jeweils eine vertikal verstellbare gelagerte Führungsrolle angeordnet ist.

Um unterschiedliche Verwerfungen der nicht mit einem Gurt versehenen Seite des Steges richten zu können, ist vorgesehen, daß je ein Hydraulikzylinder über einen C-förmigen Ständer mit einer Wange verbunden ist, die sich über Tragrollen an den Biegerollen abstützt.

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Um geschweißte Profile mit unterschiedlichen Steghöhen richten zu können, ist vorgesehen, daß sich bei herabgefahrenen Biegerollen eine Seitenwange über Laufrollen auf Schienen abstützt, so daß eine Querverstellung über eine Zugspindel erfolgen kann.

Anhand der schematisch gehaltenen Zeichnungen wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 an einem geschweißten unsymmetrischen Winkelprofil den Verzug in vertikaler Ebene,

Fig. 2 den Verzug des Winkelprofils der Fig. 1 in horizontaler Ebene,

Fig. 3 das Winkelprofil der Fig. 1 im Querschnitt und im vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 eine Anordnung der Biege- und Richtrollen sowie des Walzwerkes,

Fig. 5 die Vorrichtung für das Richten der Träger in Vorderansicht,

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Fig. 6 die Vorrichtung der Flg. 5 in Seitenansicht und Fig. 7 die Vorrichtung der Fig. 5 in Draufsicht.

Aus Fig. 1 ist der vertikale and aus Fig. 2 der horisoatale Verzug des geschweißten unsymmetrischen Winkelprofiles 1 ersichtlich. Die Fig. 3 zeigt bei einem geschweißten unsymmetrischen Winkelprofil, daß das Verhältnis von Gurtbreite des Gurtes 2 zu Steghöhe des Steges 3 sich im Rahmen von 1 : 3 bis 1 : io bewegt, während das Verhältnis von Stegdicke zu Gurtdicke ungefähr 1 ι 3 beträgt= Die Ursache für den Verzug sind die beim Abkühlen der Schweißnähte auftretenden örtlichen Längenverkürasungen. Es gilt nun, diese aufgetretenen Schrumpfung im Schweißnahtübargang im Bereich des Anschlußquerschnittes des Gurtes 2, Fig. 3, rückgängig zu machen. Dies erfolgt in kaltem Zustand in einem Arbeitsgang«,

Es hat sich gezeigt, daß hierzu die überlagerung von zwei Arbeitsschritten erforderlich ist.

Einmal erfolgt ein hochkantiges Biegen des Gurtes 2_S das asu einer Belastung bis an die Streekgsr@itze führt _B wselurdhi Bldh ia der Randfaser 4 eine Druckspannung nnü In des- laaäfisses· S ©ia© Zugspannung ergibt.

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Zum anderen erfolgt ein gleichzeitiges Walzen, wobei die Walzkraft auf den Gurt gerichtet ist, also eine Längenänderung, wodurch sich in der Randfaser 4 die beim Biegen und Walzen vorhandenen Spannungen aufheben und sich in der Randfaser 5 die vom Biegen vorhandene Zugspannung mit der Zugspannung des Walzens summiert. Die Streckgrenze wird überschritten und eine bleibende Dehnung im Bereich des Anschlußquerschnittes des Gurtes 2 tritt auf, so daß die durch das Schrumpfen hervorgerufenen Längenverkürzungen im Randbereich des Steges rückgängig gemacht sind und das Profil in einen geraden Zustand gebracht ist.

Wesentlich hierbei ist, daß das Walzen in der Ebene erfolgt, in der die größten, durch das Biegen hervorgerufenen Spannungen herrschen, damit diese voll ausgenutzt werden können.

Dazu ist es, wie Fig. 4 zeigt, erforderlich, daß das aus der oberen, hydraulisch anstellbaren Walze 6 und der unteren festgelagerten angetriebenen Walze 7 bestehende Walzwerk mittig zwischen den beiden mechanisch vertikal verstellbaren Biegerollen 8, 9 angeordnet ist, und daß die obere Walze 6 gleichzeitig für diese als Gegenbiegerolle dient. Damit das durchlaufende Profil horizontal in einer Ebene läuft, sind die

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rückstellenden Rollen Io und 11 angeordnet, die über Hydraulikzylinder 12, 13 anstellbar sind. Durch die angetriebene Walze 6, deren Geschwindigkeit stufenlos verstellbar ist, wird das Profil durch die Vorrichtung gefördert.

Der Walzdruck des Walzwerkes wird durch einen in einer Wange j eingebauten Hydraulikzylinder 15 auf die obere Walze 6 aufgebracht. Diese ist in einem Ständer 16 mit einer Seite schwingend gelagert, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Durch entsprechende Höhenverstellung des Ständers ist es möglich, unterschiedliche Gurtbreiten zu verarbeiten. Der Gurt 2 des unsymmetrischen Winkelprofils 1 wird in einer Nut 17 geführt, die aus einem Spurkranz 18 und verstellbaren Ringen 19, 2o gebildet ist, damit der Gurt 2 beim Walzen senkrecht gehalten wird und nicht umknickt. Die verstellbaren Ringe können z.B. Mutter und Gegenmutter sein.

Die Nutbreite wird auf das Maß der jeweiligen Gurtdicke eingestellt. Der Nutgrund ist die eigentliche Arbeitsfläche der Walze.

Damit das Winkelprofil 1 rechtwinklig zu dem Walzwerk geführt wird, sind vertikal gelagerte und horizontal verstellbare Führungsrollen 21 und 22 vorgesehen.

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Um ein Hochkippen des Winkelprofils 1 2u verhindern und um die nicht mit einem Gurt versehene Seite des Steges zu richten, sind die über Hydraulikzylinder 27, 28, 29, 3o und an C-förmigen Ständern 31, 32, 33, 34 befestigten Richtrollen 23, 24, 25, 26 eingesetzt.

Durch eine besondere Gestaltung der Vorrichtung besteht die Möglichkeit, auch Winkelprofile unterschiedlicher Steghöhe zu richten. Dies wird dadurch erreicht, daß eine Seitenwange 35, an der die C-förmigen Ständer befestigt sind, von den Biegerollen 8, 9 getragen wird. Um die Vorrichtung auf die notwendige Breite einzustellen, müssen die Biegerollen 8 und 9 vollständig zurückgestellt werden. Dadurch werden die um die Biegerollen 8, 9 an der Seitenwange 35 in Traversen angeordneten und die C-förmigen Ständer über die Seitenwange 35 tragenden Tragrollen 36, 37, 4o, 41 und 38, 39, 42, 43 entlastet und erhalten ein gewisses Spiel, so daß die Seitenwange 35 über motorisch betriebene Zugspindeln 44, 45 querverstellbar ist. In dieser Stellung wird die Seitenwange 35 nicht mehr von den Biegeroilen 8, 9 getragen. Bei der Verstellung stützt sich die Seitenwange 35 über Laufrollen 46, 47 auf Schienen 48, ab, die gleichzeitig als Querträger zwischen der Wange 14 und der gegenüberliegenden Vorrichtungsseite 5o dienen.

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-Ιο—

Von besonderem Vorteil ist es, beim Richten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in dieser Vorrichtung, daß der Werkstoff nur an der Stelle seiner tatsächlichen Schrumpfung, nämlich im Schweißnahtbereich, beansprucht wird, so daß die auftretende Kaltverfestigung durch das Auswalzen örtlich begrenzt ist. Daher besteht beim Verschweißen der Stege mit der Schiffshaut nicht die Gefahr der künstlichen Alterung.

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Claims

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Hoesch Aktiengesellschaft, 46 Dortmund, Eberhardstraße 12

Patentansp r ü ehe

1Λ Verfahren zum durchlaufenden Richten von geschweißten unsymmetrischen Trägern, insbesondere Winkelprofilen, dadurch gekennzeichnet» daß der Steg im Bereich des An-Schlußquerschnittes des Gurtes gleichzeitig gebogen und gewalzt wird, wobei das Walzen in der Biegeebene erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei der Träger mehrere gegenüberliegende Rollen durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Biegerollen (8, 9) ein aus zwei Walzen (6, 7) bestehendes Walzwerk angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Walze (6) zum Walzvorgang anstellbar ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Walzwerkes über eine untere feststehende Walze (7) erfolgt.

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At
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Walze (6) eine Nut (17) aufweist, deren seitliche Begrenzung durch einen Spurkranz (18) und verstellbare Ringe (19, 2o) erfolgt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Walze (6) an der der Nut abgewandten Seite schwingend in einem Ständer (16) gelagert ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Spurkranz (18) versehene Ende der oberen Walze (6) über einen hydraulischen Arbeitszylinder (15) vertikal verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerollen (8, 9) zum Biegevorgang vertikal verstellbar sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche auf den Gurt wirkende Rollen (Jo, 11) angeordnet sind.

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10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen der einen Rolle (lo) und der oberen Walze (6) und der anderen Rolle (11) und der Walze (6) zwei auf den Steg wirkende Richtrollen (23-26) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ebene der äußeren Rollen (23, 26) jeweils eine vertikal gelagerte verstellbare Führungsrolle (21, 22) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Hydraulikzylinder (27-3o) über einen C-förmigen Ständer (31-34) mit einer Seitenwange (35) verbunden ist, die sich über Tragrollen (36-43) an den Biegerollen (8, 9) abstützt.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei herabgefahrenen Biegerollen (8, 9) die Seltönwange (35) über Laufrollen (46, 47) auf Schienen '(48, 49) abstützt, so daß eine Querverstellung über Zugspindeln (44, 45) erfolgen kann.

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