DE102009039873A1

DE102009039873A1 - Gradausziehmaschine und Verfahren zum Gradausziehen eines Werkstücks durch einen Ziehring

Info

Publication number: DE102009039873A1
Application number: DE102009039873A
Authority: DE
Inventors: Tony Bishop Auckland Corder
Original assignee: SMS Schumag GmbH and Co KG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2008-09-14
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2010-04-08
Also published as: US20100064750A1; AT507273A2; IT1395579B1; US9079232B2; US8627703B2; US20130269406A1; DE102009061264B3; AT507273A3; ITBZ20090040A1; AT507273B1

Abstract

Um einen gezielteren Eingriff in einen Ziehvorgang, insbesondere an einer Gradausziehvorrichtung, zu ermöglichen, schlägt die Erfindung eine Gradausziehmaschine zum Gradausziehen eines Werkstückes durch einen Ziehring vor, wobei hinter dem Ziehring eine Zieheinrichtung, bei welcher ein oder mehrere Ziehwerkzeuge das Werkstück greifen und geradlinig in Ziehrichtung ziehen, angeordnet ist, wobei sich die Gradausziehvorrichtung insbesondere durch einen, vorzugsweise senkrecht, während des Ziehvorgangs bezüglich der Ziehrichtung fixiert angeordneten Ziehring und durch eine in Ziehrichtung vor dem Ziehring angeordnete Werkstückführung, die senkrecht zur Ziehrichtung verlagerbar ist, auszeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft einerseits eine Gradausziehmaschine zum Gradausziehen eines Werkstückes durch einen Ziehring, wobei hinter dem Ziehring eine Zieheinrichtung, bei welcher ein oder mehrere Ziehwerkzeuge das Werkstück greifen und geradlinig in Ziehrichtung ziehen, angeordnet ist. Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Gradausziehen eines Werkstückes durch einen Ziehring, wobei hinter dem Ziehring eine Zieheinrichtung angeordnet ist, welche das Werkstück mittels eines Ziehwerkzeugs oder mittels mehrerer Ziehwerkzeuge ergreift und geradlinig in eine Ziehrichtung zieht.
Gradausziehverfahren und Gradausziehmaschinen zeichnen sich in Abgrenzung von anderen Ziehverfahren und Ziehmaschinen zunächst dadurch aus, dass bei ihnen das Werkstück geradlinig mit einer Kraft beaufschlagt und durch einen Ziehstein bzw. Ziehring gezogen wird und sind somit beispielsweise von Trommelziehmaschinen zu unterscheiden, bei welchen die Zugkraft dadurch aufgebracht wird, dass das Werkstück um eine Trommel, beispielsweise in eine V-förmige Nut einer Trommel, gelegt und über einen Trommelantrieb die Ziehkraft aufgebracht wird. Durch letztere Maßnahme verformt sich das Werkstück nach dem Ziehen in seinem Querschnitt, so dass an die Ausbildung des Querschnitts bei derartig gezogenen Werkstücken nur begrenzte Anforderungen gestellt werden können.
Anders sieht dieses bei Gradausziehverfahren und -maschinen aus, bei welchen letztlich durch den Ziehprozess bedingt lediglich kleine Veränderungen des Querschnitts zu erwarten sind, wenn das Werkstück den Ziehring einmal passiert hat.
Gleichwohl ergeben sich in der Praxis Ungleichverteilungen der Masse im Querschnitt durch das Werkstück nach dem Ziehen, die insbesondere durch bereits im ungezogenen Werkstück vorhandene Ungleichverteilungen der Masse bedingt sind. Hierbei können derartige Masseungleichverteilungen beispielsweise durch Schmiede- und/oder Walzprozesse oder lokale Temperaturunterschiede bei der Herstellung eines Rohlings bedingt sein.
Insbesondere bei der ziehenden Bearbeitung rohrartiger Werkstücke ist zwischen festen und schwimmenden Ziehdornen zu unterscheiden, wobei erstere an einer Stange oder einer sonstigen sehr langen Haltevorrichtung von der Einlaufseite auf Höhe des Ziehrings gehalten werden, während letztere durch ihrer Formgebung und die Ziehbewegung, bedingt durch ein Wechselspiel zwischen Reibung und Verdrängungsarbeit, frei schwimmend auf Höhe des Ziehrings verbleibt. Das Wechselspiel zwischen Reibung und Verdrängungsarbeit führt letztlich oftmals zu axialen Oszillationen, also zu Oszillationen entlang der Ziehrichtung, die jedoch auch bei festen Ziehdornen bekannt sind, das die Stange bzw. die Halteeinrichtung bei den dann notwendigen Längen als Feder wirken, wie dieses Benson in seinem Aufsatz „praktische und theoretische Gesichtpunkte bei der Gestaltung fliegender Ziehdorne" in der Zeitschrift für Metallkunde, Bd. 57, Nr. 10, Oktober 1966 (1966-10) auf Seiten 717 bis 724 beschreibt.
Während das axiale Oszillieren insbesondere bei schwimmenden Ziehdornen durch die geeignete Ausgestaltung eines konischen und eines kalibrierenden Ziehdornteils gut beherrschbar ist, wobei diese Maßnahmen ggf. auch bei festen Ziehdornen zur Anwendung kommen können, es sei denn, diese verzichten auf einen konischen Ziehdornteil zur Gänze, gibt es verschiedene Ansätze, die Lage des Ziehdorns auch senkrecht zur Ziehrichtung zu steuern, um das Ziehergebnis, insbesondere die Gleichförmigkeit im Querschnitt des zu ziehenden Werkstücks, zu verbessern. Insofern die Stangen oder langen Halteeinrichtungen bei festen Ziehdornen lediglich als lange Federn zu betrachten sind, ist unmittelbar nachvollziehbar, dass hierdurch auch ein nennenswerter Einfluss auf die Lage des Ziehdorns senkrecht zur Ziehrichtung nicht vorgenommen werden kann, so dass auch dort, genauso wie bei schwimmenden Zeihdornen auf Maßnahmen zurückgegriffen werden muss, die in der räumlichen Nähe des Ziehrings angreifen. Insoweit braucht diesbezüglich zwischen festen und schwimmenden Ziehdornen nicht unterschieden werden.
So offenbart die DE 196 10 642 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaltziehen nahtloser Rohre, bei welchem die Exzentrizität und die Neigung des Ziehdorns bezüglich einer Ziehachse, einer parallel zur Ziehrichtung ausgerichteten, mittig durch den Ziehring laufenden Achse, mittels einer in Ziehrichtung hinter dem Ziehring angeordneten, von außen auf das Werkstück wirkenden Führung manipuliert werden können, indem der kalibrierende Ziehdornteil, welcher ohnehin wesentlich die Neigung eines Ziehdorns definiert, bis zu der Führung verlängert wird.
Einen etwas anderen, aber dennoch durch eine Maßnahme in Ziehrichtung hinter dem Ziehring wirkende Manipulationsmöglichkeit offenbart die US 3,167,176 , bei welcher der Ziehdorn, welcher bei dieser Lösung ausschließlich aus einem kalibrierenden Teil besteht und fest ausgebildet ist, um einen Schwenkpunkt hinter dem Ziehring schwenkbar gelagert ist.
Darüber hinaus offenbart die DE 196 10 642 A1 auch eine Verlagerung des Ziehrings, um entsprechend auf das Ziehergebnis einwirken zu können, wobei auch die US 3,131,803 und die DE 19 59 676 A eine Neigungsänderung des Ziehrings vorschlagen.
Auch die EP 1 022 070 A2 offenbart einen verlagerbaren Ziehring und einen entgegen der Ziehrichtung geführten Dorn, der mithin in seinem Neigungswinkel bezüglich der Ziehachse durch eine Kraft, die auf eine entgegen der Ziehrichtung an dem Ziehdorn befindliche Dornführung aufgebracht werden kann, verändert werden kann. Wie unmittelbar ersichtlich, ist bei dieser Ausgestaltung der Abstand zwischen Dornführung und Ziehdorn derart klein gewählt, dass ein Kippmoment von der Dornführung wirksam auf den Dorn übertragen werden kann, was bei langen Stangen oder anderen langen Halteeinrichtungen, wie sie bei festen Ziehdornen zur Anwendung kommen, nicht möglich ist.
All diese Maßnahmen verändern den Querschnitt des Werkstücks nach dem Ziehen bzw. die Masseverteilung im Querschnitt des Werkstücks nach dem Ziehen erheblich und auch in vorhersehbarer Weise. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine gleichförmige Masseverteilung mit diesen Maßnahmen kaum zu erzielen ist, da durch die Neigungsänderung des Ziehrings bzw. des Ziehdorns komplexe Änderungen in der Masseverteilung bedingt sind, die möglicherweise an einer Stelle den gewünschten Effekt zeigen, jedoch an andere Stelle zwingend einen entsprechend nachteiligen Effekt bedingen. Selbiges gilt für exzentrische Verlagerungen des Ziehringes oder des Ziehdornes, beispielsweise nach der DE 196 10 642 A1 , die ebenfalls zu derartig komplexen Änderungen in der Masseverteilung führen.
Es ist dementsprechend Aufgabe vorliegender Erfindung, eine gattungsgemäße Gradausziehmaschine und ein gattungsgemäßes Gradausziehverfahren bereitzustellen, welche bzw. welches einen gezielteren Eingriff in den Ziehvorgang und mithin eine gezieltere Beeinflussung des Ziehergebnisses ermöglichen.
Als Lösung werden eine Gradausziehmaschine bzw. ein Gradausziehverfahren nach den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu finden.
Die Gradausziehmaschine weist hierzu einen Ziehring auf, wobei hinter dem Ziehring eine Zieheinrichtung angeordnet ist, bei welcher ein oder mehrere Ziehwerkzeuge das Werkstück greifen und geradlinig in Ziehrichtung ziehen. Die Gradausziehmaschine zeichnet sich vorteilhafter Weise durch einen, vorzugsweise senkrecht, während des Ziehvorgangs bezüglich der Ziehrichtung fixiert angeordneten Ziehring und durch eine in Ziehrichtung vor dem Ziehring angeordnete Werkstückführung, die senkrecht zur Ziehrichtung verlagerbar ist, aus.
Der senkrecht bezüglich der Ziehrichtung angeordnete Ziehring bedingt vorteilhafter Weise, dass das gezogene Werkstück optimal zentriert wird, und damit mit einer optimal gleichförmigen Masseverteilung den Ziehring verlässt.
Andererseits ist es möglich, durch eine exzentrische Zuführung eine ungleichförmige Masseverteilung in dem noch ziehenden Werkstück auszugleichen, wobei erfindungsgemäß davon ausgegangen wird, dass durch die exzentrische Zuführung an eine Stelle zuviel vorhandenes Material entsprechend im Übermaß fließfähig wird und so zu anderen Bereichen des Werkstücks abgeführt werden kann. Dementsprechend erscheint es von Vorteil, das Werkstück dorthin exzentrisch auszurichten, wo Material im Querschnitt im Überfluss vorhanden ist.
Ein diesbezüglich exzentrisches Ausrichten des zu ziehenden Werkstücks gelingt vorteilhafter Weise besonders betriebssicher mit der vor dem Ziehring senkrecht zur Ziehrichtung verlagerbar angeordneten Werkstückführung.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch von einem Verfahren zum Gradausziehen eines Werkstückes durch einen Ziehring gelöst, wobei hinter dem Ziehring eine Zieheinrichtung angeordnet ist, welche das Werkstück mittels eines Ziehwerkzeugs oder mittels mehrerer Ziehwerkzeuge ergreift und geradlinig in eine Ziehrichtung zieht, und wobei der Ziehring während des Ziehvorganges senkrecht zur Ziehrichtung ausgerichtet ist und wobei weiter mittels einer in Ziehrichtung vor dem Ziehring angeordneten, senkrecht zur Ziehrichtung verlagerbaren Werkstückführung das Werkstück in den Ziehring eingeführt wird.
Erfindungsgemäß kann mittels einer derart gewählten Verfahrensführung ein zu ziehendes Werkstück besonders vorteilhaft vor dem Ziehring exzentrisch ausgerichtet werden, um das Ziehergebnis zu beeinflussen.
Insbesondere durch einen Ziehdorn, der entgegen der Ziehrichtung senkrecht zur Ziehrichtung frei gelagert ist bzw. wird, kann speziell bei einem rohrartigen Werkstück ein gleichförmiger Werkstückquerschnitt nach dem Ziehen gewährleistet werden. Der Ziehdorn ist in der Lage, sich entsprechend frei bzw. lediglich durch im Ziehvorgang oder von hinter dem Ziehring auf ihn wirkende Kräfte optimal auszurichten. Auf diese Weise werden mit Verlassen des Ziehrings bzw. des Ziehdorns ein möglichst gleichförmiger Querschnitt gewährleistet, wobei der Ziehdorn vorzugsweise parallel zur Ziehrichtung bzw. Ziehachse und zentrisch zur Ziehachse ausgerichtet ist, so dass das den Ziehring und den Ziehdorn verlassende Werkstück möglichst genau deren Form abbildet. Materialungleichheiten wiederum können durch die Abweichung der Werkstückführung von der Ziehachse gezielt ausgeglichen werden.
In Abweichung von der EP 1 022 070 A2 bedingt bei der vorstehend vorgeschlagenen Anordnung bzw. Vorgehensweise eine Verlagerung der Werkstückführung ein Verkippen bzw. eine Neigungsänderung des Ziehdorns gerade nicht, was erfindungsgemäß das Ziehergebnis erheblich verbessert.
Die erforderliche Verlagerung der Werkstückführung kann außergewöhnlich exakt ermittelt und vorgenommen werden, wenn die Masseverteilung im Querschnitt des Werkstücks gemessen und die Werkstückführung entsprechend der gemessenen Masseverteilung verlagert wird.
Für ein solches Messen der Masseverteilung ist es insbesondere vorrichtungstechnisch vorteilhaft, wenn im Bereich des Ziehrings oder in dem Ziehring eine Messeinrichtung angeordnet ist, mittels welcher die Masseverteilung des Werkstückmaterials im Bereich des Ziehrings oder im Ziehring gemessen werden kann. Mittels einer derartigen Messeinrichtung kann auf besonders kostengünstige Weise ein entsprechender Steuerbefehl zum Verlagern der Werkstückführung generiert werden. Bei nicht allzu großen Ziehgeschwindigkeiten kann eine derartige Verlagerung auch ausreichend schnell vorgenommen werden, so dass die Werkstückführung immer optimal eingestellt werden kann.
Insofern sieht eine bevorzugte Verfahrensvariante auch vor, dass die Masseverteilung im Querschnitt des Werkstücks gemessen und die Werkstückführung entsprechend der gemessenen Masseverteilung in geeigneter Weise verlagert wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante sieht zudem vor, dass in Ziehrichtung vor dem Ziehring eine Messeinrichtung angeordnet ist, mittels welcher die Masseverteilung des Werkstückmaterials im Ziehring gemessen werden kann. Insbesondere bei dieser Bauweise kann ein entsprechender Steuerbefehl besonders schnell ermittelt und an die Werkstückführung weitergeleitet werden.
Die vorliegende Messeinrichtung kann baulich vielfältig realisiert werden. Bei einer bevorzugten Bauausführung kann die Messeinrichtung geeignete Ultraschallsensoren umfassen, mittels welcher eine Masseverteilung an dem zu ziehenden Werkstück sehr exakt gemessen werden kann.
Da auch die vorliegende Messeinrichtung und das vorliegende Messverfahren gattungsgemäße Werkstückziehmethoden vorteilhaft weiterentwickeln, sind die diesbezüglichen Merkmale auch ohne die übrigen Merkmale der Erfindung im Zusammenhang mit Gradausziehmaschinen und entsprechenden -verfahren vorteilhaft.
Des Weiteren kann das Werkstück genauer geführt und speziell in seinem Verformungsbereich, also dort, wo der Ziehring und ggf. der Ziehdorn wirken, entlastet werden, wenn die Werkstückführung eine Führungsstrecke aufweist, die länger als der Durchmesser des Werkstücks ist.
Weist die Werkstückführung eine Führungsstrecke auf, die auf den Ziehring gerichtet ist, kann das Werkstück nochmals genauer geführt und im Verformungsbereich zusätzlich entlastet werden.
Die Führung des Werkstücks kann kumulativ oder alternativ weiter verbessert werden, wenn die Werkstückführung eine Führungsstrecke und wenigstens zwei entlang der Führungsstrecke vorgesehene Führungsstellen aufweist. Auch hierdurch kann das Werkstück speziell im Verformungsbereich weiter entlastet werden.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht des Weiteren vor, dass die Werkstückführung Mittel zur Verlagerung aufweist, die eine Drehführung um einen Drehpunkt, vorzugsweise um einen auf der Ziehachse im Bereich des Ziehsteins angeordneten Drehpunkt, umfassen. Hierdurch wird insbesondere eine besonders schonende Verlagerung der Werkstückführung ermöglicht, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Werkstück im plastisch verformten Bereich zu sehr belastet wird.
Eine geeignete und vorteilhafte Realisierung kann beispielsweise durch eine kardanische Lagerung um den Ziehring herum oder durch geeignete Führungsschienen erfolgen. Über geeignet gestaltete Führungsschienen kann aber auch eine andere oder komplexere Bestimmung der Verlagerungsmöglichkeiten der Werkstückführung gewährleistet werden.
Jedenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Werkstückführung um einen geeigneten Drehpunkt verlagert wird.
Hierbei sieht eine vorteilhafte Verfahrensvariante vor, dass der Drehpunkt auf der Ziehachse, vorzugsweise auf Höhe des Ziehrings, angeordnet ist. Hierdurch kann die vorstehend besonders schonende Verlagerung verfahrenstechnisch erzielt werden, ohne dass das Werkstück im plastisch verformten Bereich zu sehr belastet wird.
Um insbesondere Reibungsverluste bei der Führung des Werkstücks vor dem Ziehring möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Werkstückführung eine Wälzführung des Werkstücks umfasst. Wie noch hinsichtlich der nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert ist, kann die Wälzführung hierbei vorteilhaft mit geeigneten Rollen- und/oder Walzenpaaren ausgerüstet sein.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft relevante Ziehkomponenten von Gradausziehmaschinen zum Gradausziehen eines Werkstückes dargestellt sind, welche zumindest einen Ziehring und eine zu einer Ziehrichtung des Werkstückes senkrecht verlagerbare Werkstückführung umfassen.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Gradausziehmaschine mit einer verlagerbaren Werkstückführung und mit einer Einrichtung zum Messen einer Masseverteilung eines Werkstückmaterials in schematischer Seitenansicht;
2 die Gradausziehmaschine nach der 1 in schematischer Aufsicht;
3 die Gradausziehmaschine nach den 1 und 2 in schematischer Frontansicht;
4 schematisch einen Schnitt insbesondere durch einen Ziehring der Gradausziehmaschine nach den 1 bis 3 bei durchgezogenen Rohr;
5 schematisch einen alternativ gestalteten Ziehkopf an einem Halterungsträger einer hier nicht weiter dargestellten Gradausziehmaschine mit einer senkrecht zu einer Ziehrichtung verlagerbaren Werkstückführung und mit einer Einrichtung zum Messen einer Masseverteilung eines Werkstückmaterials in perspektivischer Ansicht;
6 den Ziehkopf nach der 5 in schematischer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß der Darstellung nach 7;
7 den Ziehkopf nach den 5 und 6 in schematischer Aufsicht;
8 nochmals den Ziehkopf nach den 5 bis 7 in einer weiteren perspektivischen Ansicht; und
9 eine schematische Ansicht des Ziehkopfes nach den 5 bis 8 aus einer zur Ziehrichtung entgegengesetzten Ansicht.
Die in den 1 bis 4 gezeigte Gradausziehmaschine 1 umfasst eine Zieheinrichtung 2, die bei diesem ersten beispielhaft gezeigten Ausführungsauszug als Raupenzug ausgebildet ist. Die Zieheinrichtung 2 bzw. der diesbezügliche Raupenzug umfasst in an sich bekannter Weise zwei umlaufende Ziehketten 3 und 4 (lediglich schematisch angedeutet), die mit Ziehwerkzeugen 5 (lediglich exemplarisch beziffert) ausgerüstet und in an sich bekannter Weise an einem Rahmengestell 6 gelagert sind, wobei über die Ziehwerkzeuge 5 ein sich längs erstreckendes Werkstück 7 durch einen Ziehring 8 (siehe 4) gezogen werden kann, der an dem Rahmengestell festgelegt ist.
Hierzu ist der Ziehring 8 in einer plattenartigen Ziehringhalterung 9 gelagert, welche über Halterungsträger 10 die auf sie wirkenden Ziehkräfte in das übrige Rahmengestell 6 weiterleitet.
Es versteht sich, dass ohne Abweichung vom Grundgedanken vorliegender Erfindung statt eines hier beispielhaft gezeigten Raupenzugs als Zieheinrichtung 2 jede andere gradaus wirkende Zieheinrichtung, wie beispielsweise ein Ziehschlitten, sei er nun kontinuierlich im Wechsel mit einem oder mehreren weiteren Ziehschlitten wirksam oder sei er lediglich einmal in einem durchgehenden sehr langen Zugvorgang wirksam, zur Anwendung kommen kann.
Zum Ziehen des Werkstücks 7 befindet sich innerhalb des Werkstücks 7 ein Ziehdorn 11, welcher während des Ziehens über das Werkstück 7 mit dem Ziehring 8 wechselwirkt. Der Ziehdorn 11 ist in einen konischen Ziehdornteil 12 und in einen kalibrierenden Ziehdornteil 13 unterteilt, wobei der konische Ziehdornteil 12 einen Ziehdorneinlauf 14 des Ziehdorns 11 gestaltet. Im Übergang zwischen dem Ziehdorneinlauf 14 und dem konischen Ziehdornteil 12 liegt eine erste Übergangsphase 15 vor. Eine weitere Übergangsphase 16 existiert zwischen dem kalibrierenden Ziehdornteil 13 und einem Ziehdornauslauf 16 des Ziehdorns 11.
An der plattenartigen Ziehringhalterung 9 sind des Weiteren Ultraschalsensoren 18 (siehe 4) angeordnet, mittels welcher die Masseverteilung des Werkstücks 7 speziell im Bereich des Ziehrings 8 gemessen werden kann. Allein schon mittels solcher Ultraschallsensoren 18 kann vorteilhafter Weise eine besonders einfach bauende Messeinrichtung 19 zum Messen der Masseverteilung eines Werkstückmaterials 20 des zu ziehenden Werkstücks 7 bereitgestellt werden.
Eine besonders betriebssicher arbeitende Werkstückführung 21 kann mittels eines Gestells 22 geschaffen werden, an welchem zwei Rollenpaare 23 und 24 mit entsprechend paarweise gegenüberliegenden Rollen 25 (hier nur exemplarisch beziffert) sowie zwei Walzenpaare 26 und 27 mit entsprechend paarweise gegenüberliegenden Walzen 28 (hier ebenfalls nur exemplarisch beziffert) angeordnet sind. Somit verfügt die Werkstückführung 21 über eine entsprechend gut mit Rollen 25 und Walzen 28 ausgestattete Wälzführung 29. Auf diese Weise wird der sehr weiche Bereich des Werkstücks 7 im Bereich des Ziehrings 8 entlastet, so dass stets ein optimales Ziehergebnis realisiert werden kann.
Die Werkstückführung 21 bildet mit ihren in Ziehrichtung 30 und entlang einer entsprechenden Ziehachse 31 angeordneten Rollen 25 und Walzen 28 eine Führungsstrecke 32, welche länger ist als der Durchmesser des Werkstücks 7. Zudem ist die Führungsstrecke 32 in Ziehrichtung gesehen auf den Ziehring 8 zugerichtet. Die Rollen 25 und die Walzen 28 bilden an der Führungsstrecke 32 entsprechende Führungsstellen 33 (hier nur exemplarisch beziffert) aus. Insbesondere diese zusätzlichen Merkmale begünstigen die Führung des Werkstücks 7 vor dem Ziehring 8.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gestell 22 über eine bezüglich eines Drehpunktes 34 ausgerichtete, nicht dargestellte kardanische Anordnung geführt, wobei der Drehpunkt 34 auf der Ziehachse 31 im Bereich des Ziehrings 8 angeordnet ist. Die Bewegung des Gestells 22 wird durch hydraulische Zylinder 35 bis 38 gesteuert, wobei der hydraulische Zylinder 35 oberseitig und der hydraulische Zylinder 36 unterseitig des Gestells 22 platziert sind. Entsprechend sind der erste seitliche hydraulische Zylinder 37 rechts und der zweite seitliche hydraulische Zylinder 38 links des Gestells 22 angeordnet.
Insbesondere mittels der hydraulischen Zylinder 35, 36, 37 und 38 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die gesamte vor dem Ziehring 8 angeordnete Werkstückführung 21 senkrecht 39 zu der Ziehrichtung 30 bzw. der Ziehachse 31 verlagerbar, so dass das zu ziehende Werkstück 7 dem Ziehring 8 je nach der vorliegenden und/oder sich ergebenden Masseverteilung des Werkstückmaterials 20 entsprechend vorteilhaft ausgerichtet zugeführt werden kann, wodurch sich speziell die Rohrqualität am gezogenen Werkstück 7 wesentlich verbessert. Gegebenenfalls können auch nur einzelne Walzen und/oder Rollen entsprechend verlagert werden, wodurch ebenfalls eine Zuführachse, entlang welcher das Werkstück 7 dem Ziehring 8 zugeführt wird, vor dem Ziehring 8 abweichend von der Ziehachse 31 hinter dem Ziehring 8 ausgerichtet werden kann.
Die gesamte Gradausziehmaschine 1 ist mit ihrem Gestellrahmen 6 auf einem Boden 40 gelagert und dort entsprechend verwindungssteif und gut verankert.
In den 5 bis 9 ist ein alternativ gestalteter Ziehkopf 150 einer weiteren hier nicht näher dargestellten Gradausziehmaschine gezeigt. Der Ziehkopf 150 sitzt an einem Halterungsträger 110, der fest mit einem nicht dargestellten Rahmengestell der weiteren Gradausziehmaschine verbunden ist.
Der Ziehkopf 150 verfügt über einen Ziehring 108 (siehe insbesondere 6), der von einer Ziehringhaltung 109 gehalten wird. Durch den Ziehring 108 wird ein Werkstück 107 gezogen, wobei sich dieses hierbei in Ziehrichtung 130 entlang einer Ziehachse 131 bewegt. Im Bereich des Ziehrings 108 befindet sich innerhalb des Werkstücks 107 ein Ziehdorn 111, der über das Werkstück 107 mit dem Ziehring 108 wechselwirkt. Auch hier ist der Ziehdorn 111 entgegen der Ziehrichtung 130 senkrecht zur Ziehrichtung 130 frei gelagert.
Oberseitig des Ziehrings 108 ist eine Messeinrichtung 119 platziert, mittels welcher eine Masseverteilung des Werkstückmaterials 120 des zu ziehenden Werkstücks 107 gemessen werden kann. Somit kann die Rohrqualität des Werkstücks 107 sehr gut überwacht werden, wobei hinsichtlich einer kritischen Masseverteilung umgehend Einfluss auf den Ablauf des Ziehprozesses genommen werden kann.
Hierzu kann beispielsweise eine vor dem Ziehring 108 angeordnete Werkstückführung 121 senkrecht zu der Ziehachse 131 bzw. zu der Ziehrichtung 130 verlagert werden, indem ein Gestell 122 der Werkstückführung 121 mittels einer Drehführung 151 um einen Drehpunkt 134 verlagert wird, wobei eine Vielzahl an derartigen Drehpunkten 134 zu einer Drehachse 134 zusammengefasst werden kann.
Angetrieben wird die Werkstückführung 121 in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines einzigen hydraulischen Zylinders 136, der unterseitig am Gestell 122 vorgesehen ist. Mittels eines geeigneten Ansteuerns des hydraulischen Zylinders 136 kann die Werkstückführung 121 um die Drehachse 134 geschwenkt und damit senkrecht 139 zur Ziehachse 131 verlagert werden. Hierdurch kann das zu ziehende Werkstück 107 gegenüber dem Ziehring 108 nahezu beliebig angestellt werden, wodurch vorteilhafter Weise konstruktiv einfach und schnell Einfluss auf die Masseverteilung innerhalb des Werkstücks 107 genommen werden kann. Erforderliche Daten für die richtige und exakte Ansteuerung können mittels der zuvor beschriebenen Messeinrichtung 119 gewonnen werden, indem die Messeinrichtung 119 die Masseverteilung des Werkstückmaterials 120 idealerweise in Echtzeit ermittelt und ggf. entsprechende Steuerbefehle an den einzigen hydraulischen Zylinder 136 ausgibt.
Für eine ausgezeichnet sichere Zuführung des Werkstücks 107 verfügt die verlagerbare Werkstückführung 121 auch hier einerseits über ein erstes Rollenpaar 123 und ein zweites Rollenpaar 124 mit entsprechend ausgeformten vier Rollen 125, wodurch das Werkstück 107 eine gute Seitenführung erfährt. Andererseits werden für eine Führung des Werkstücks 107 in vertikaler Richtung zwei Walzenpaare 126 und 127 mit insgesamt vier Walzen 128 eingesetzt. Insgesamt ergibt sich hieraus eine komfortable Führungsstrecke 132 mit Führungsstellen 133 (hier nur beispielhaft hinsichtlich einer der Rollen 125 eingezeichnet, siehe 7) an den Rollen 125 und den Walzen 128, wobei die Führungsstrecke 132 um ein vielfaches länger als der Durchmesser des Werkstücks 107 ist.

1: Gradausziehmaschine
2: Zieheinrichtung
3: erste Ziehkette
4: zweite Ziehkette
5: Ziehwerkzeug
6: Rahmengestell
7: Werkstück
8: Ziehring
9: Ziehringhalterung
10: Halterungsträger
11: Ziehdorn
12: konischer Ziehdornteil
13: kalibrierender Ziehdornteil
14: Ziehdorneinlauf
15: erste Übergangsphase
16: weitere Übergangsphase
17: Ziehdornauslauf
18: Ultraschallsensor
19: Messeinrichtung
20: Werkstückmaterial
21: Werkstückführung
22: Gestell
23: erstes Rollenpaar
24: zweites Rollenpaar
25: Rollen
26: erstes Walzenpaar
27: zweites Walzenpaar
28: Walzen
29: Wälzführung
30: Ziehrichtung
31: Ziehachse
32: Führungsstrecke
33: Führungsstellen
34: Drehpunkt
35: oberer hydraulischer Zylinder
36: unterer hydraulischer Zylinder
37: erster seitlicher hydraulischer Zylinder
38: zweiter seitlicher hydraulischer Zylinder
39: senkrecht
40: Boden
107: Werkstück
108: Ziehring
109: Ziehringhalterung
110: Halterungsträger
111: Ziehdorn
119: Messeinrichtung
120: Werkstückmaterial
121: Werkstückführung
122: Gestell
123: erstes Rollenpaar
124: zweites Rollenpaar
125: Rollen
126: erstes Walzenpaar
127: zweites Walzenpaar
128: Walzen
130: Ziehrichtung
131: Ziehachse
132: Führungsstrecke
133: Führungsstellen
134: Drehpunkt bzw. Drehachse
136: hydraulischer Zylinder
139: senkrecht
150: Ziehkopf
151: Drehführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19610642 A1 [0007, 0009, 0011]
- US 3167176 [0008]
- US 3131803 [0009]
- DE 1959676 A [0009]
- EP 1022070 A2 [0010, 0021]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Benson in seinem Aufsatz „praktische und theoretische Gesichtpunkte bei der Gestaltung fliegender Ziehdorne” in der Zeitschrift für Metallkunde, Bd. 57, Nr. 10, Oktober 1966 (1966-10) auf Seiten 717 bis 724 [0005]

Claims

Gradausziehmaschine (1) zum Gradausziehen eines Werkstückes (7; 107) durch einen Ziehring (8; 108), wobei hinter dem Ziehring (8; 108) eine Zieheinrichtung (2), bei welcher ein oder mehrere Ziehwerkzeuge (5) das Werkstück (10; 110) greifen und geradlinig in Ziehrichtung (30; 130) ziehen, angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen, vorzugsweise senkrecht, während des Ziehvorgangs bezüglich der Ziehrichtung (30; 130) fixiert angeordneten Ziehring (8; 108) und eine in Ziehrichtung (30; 130) vor dem Ziehring (8; 108) angeordnete Werkstückführung (21; 121), die senkrecht (39) zur Ziehrichtung (30; 130) verlagerbar ist.
Gradausziehmaschine (1) nach Anspruch 1 zum Gradausziehen eines rohrartigen Werkstücks (7; 107) mit einem auf Höhe des Ziehrings (8; 108) vorgesehenen Ziehdorn (11; 111), dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehdorn (11; 111) entgegen der Ziehrichtung (30; 130) senkrecht zur Ziehrichtung (30; 130) frei gelagert ist.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Ziehrings (8; 108) oder in dem Ziehring (8; 108) eine Messeinrichtung (19; 119) angeordnet ist, mittels welcher die Masseverteilung des Werkstückmaterials (20, 120) im Bereich des Ziehrings (8; 108) oder im Ziehring (8; 108) gemessen werden kann.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Ziehrichtung (30; 130) vor dem Ziehring (8; 108) eine Messeinrichtung (19; 119) angeordnet ist, mittels welcher die Masseverteilung des Werkstückmaterials (20; 120) im Ziehring (8; 108) gemessen werden kann.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) eine Führungsstrecke (32; 132) aufweist, die länger als der Durchmesser des Werkstücks (7; 107) ist.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) eine Führungsstrecke (32; 132) aufweist, die auf den Ziehring (8; 108) gerichtet ist.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) eine Führungsstrecke (32; 132) und wenigstens zwei entlang der Führungsstrecke (32; 132) vorgesehene Führungsstellen (33; 133) aufweist.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) Mittel zur Verlagerung aufweist, die eine Drehführung (151) um einen Drehpunkt (34; 134), vorzugsweise um einen auf der Ziehachse (31; 131) im Bereich des Ziehsteins (8; 108) angeordneten Drehpunkt (34; 134), umfassen.
Gradausziehmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) eine Wälzführung (29; 129) des Werkstücks (7; 107) umfasst.
Verfahren zum Gradausziehen eines Werkstückes (7; 107) durch einen Ziehring (8; 108), wobei hinter dem Ziehring (8; 108) eine Zieheinrichtung (2) angeordnet ist, welche das Werkstück (7; 107) mittels eines Ziehwerkzeugs (5) oder mittels mehrerer Ziehwerkzeuge (5) ergreift und geradlinig in eine Ziehrichtung (30; 130) zieht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehring (8; 108) während des Ziehvorganges senkrecht zur Ziehrichtung (30; 130) ausgerichtet ist und mittels einer in Ziehrichtung (30; 130) vor dem Ziehring (8; 108) angeordneten, senkrecht (39) zur Ziehrichtung (30; 130) verlagerbaren Werkstückführung (21; 121) das Werkstück (7; 107) in den Ziehring (8; 108) eingeführt wird.
Verfahren zum Gradausziehen eines rohrartigen Werkstückes (7; 107) nach Anspruch 10 mittels eines auf Höhe des Ziehrings (8; 108) vorgesehenen Ziehdorns (11; 111), dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehdorn (11; 111) entgegen der Ziehrichtung (30; 130) senkrecht (39) zur Ziehrichtung (30; 130) frei gelagert wird.
Gradausziehverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverteilung im Querschnitt des Werkstücks (7; 107) gemessen und die Werkstückführung (21; 121) entsprechend der gemessenen Masseverteilung verlagert wird.
Gradausziehverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (21; 121) um einen Drehpunkt (34; 134) verlagert wird.
Gradausziehverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (34; 134) auf der Ziehachse (31; 131), vorzugsweise auf Höhe des Ziehrings (8; 108), angeordnet ist.