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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ziehverfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen Bauteils aus Quarzglas, indem aus einer erweichten Quarzglasmasse kontinuierlich ein Quarzglas-Strang in Ziehrichtung vertikal nach unten abgezogen wird, vom freien Strang-Ende zu einem Zeitpunkt t1 ein Teilstück mit einem Gewicht G abgetrennt und aus dem Teilstück das zylinderförmige Bauteil erzeugt wird.
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Bei vertikalen Ziehprozessen werden Quarzglasrohre oder Quarzglasstäbe kontinuierlich mittels eines Abzugs aus einer in einem Tiegel erweichten Quarzglasmasse oder aus einer zonenweise erweichten Quarzglas-Vorform mit geregelter Ziehgeschwindigkeit abgezogen. Um Änderungen der Geometrie des abgezogenen Quarzglasstrangs zu vermeiden, wird die Ziehgeschwindigkeit konstant gehalten.
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Vielfach stellt sich das Problem, den abgezogenen Quarzglasstrang in Teilstücke vorgegebener Länge abtrennen zu müssen. Dazu wird üblicherweise unterhalb des Abzugs am Außenmantel des sich in Richtung seiner Längsachse bewegenden Glasstrangs zunächst eine Sollbruchstelle durch eine Verletzung der Außenmantelfläche erzeugt, etwa durch einen Kratzer oder einen Schnitt, und der Glasstrang wird anschließend an der Sollbruchstelle gebrochen, indem eine impulsartig auf den Bereich der Sollbruchstelle einwirkende Kraft ausgeübt wird, etwa durch einen Schlag.
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Der mechanische Impuls beim Abtrennen kann Störungen im Erweichungsbereich verursachen, die zu Durchmesser- und Wanddickenschwankungen beim Abziehen des Quarzglas-Strangs führen. Davon abgesehen nimmt das Gewicht des Quarzglas-Strangs bis zum Abtrennen des Teilstücks der gewünschten Länge kontinuierlich zu; beim Abtrennen kommt es aber zu einer plötzlichen Gewichtsverringerung. Dieser Effekt führt zu Schwankungen in der Abzugsregelung, die bis zu einem Rückschlagen des verbleibenden Glasstrangs führen können. Dadurch werden Störungen auf den Bereich der erweichten Quarzglasmasse übertragen, die sich im abgezogenen Quarzglas-Strang als optisch gut sichtbare Beulen zeigen.
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Insbesondere bei Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit des Bauteils können Durchmesserschwankungen zum Ausschuss führen.
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Stand der Technik
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Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Ziehen eines Quarzglas-Strangs aus einer erweichten Quarzglasmasse ist aus der
DE 10 2009 014 418 B3 bekannt. Um den Materialausschuss aufgrund von Durchmesserschwankungen zu minimieren, die wegen des mechanischen Impulses beim Abtrennen des Teilstücks entstehen, wird die Trennposition so gelegt, dass die Durchmesserschwankungen im Endbereich des Bauteiles oder zwischen zwei Bauteilen zu liegen kommen.
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Bei dieser Verfahrensweise werden geometrische Schwankungen im abgezogenen Glasstrang so gelegt, dass sie zu möglichst wenig Materialausschuss führen; sie werden aber nicht vermieden.
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In der
WO 2003/022757 A1 (
US 7,600,399 B2 ) wird eine steuerungstechnische Bewältigung des Gewichtssprungs beim Abtrennen des Strang-Teilstücks angestrebt, wobei gleichzeitig Oberflächenbeschädigungen durch den Abzug minimiert werden. Hierzu weist der Abzug mehrere am Glasstrang abrollende und um dessen Umfang verteilte Rollkörper auf, von denen einer einen Referenz-Rollkörper und die anderen Hilfs-Rollkörper bilden. Die Ziehgeschwindigkeit wird über die Drehzahl des Referenz-Rollkörpers geregelt, wobei in Abhängigkeit vom Gewicht des abgezogenen Quarzglas-Strangs laufend der Wert für das Drehmoment des Referenz-Rollkörpers ermittelt und dieser Wert als Sollwert für das Drehmoment aller Hilfs-Rollkörper herangezogen wird.
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Das Ausregeln beim Abtrennen des Teilstücks unterhalb des Abzugs gelingt allenfalls bei leichten Gewichten und erfordert in jedem Fall einen gewissen Steuerungs- und Regelaufwand.
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In der
EP 0 394 640 B1 wird vorgeschlagen, das Abtrennen eines Quarzglas-Rohrstrangs unter Wasser oder in einer Druckkammer auszuführen, in der ein ähnlicher Druck wie in der Innenbohrung des Rohres herrscht.
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Diese Verfahrensweise dient dazu, Schwankungen des Rohr-Innendrucks beim Abtrennen des Teilstücks zu vermeiden. Sie ist konstruktiv relativ aufwändig und hat keinen Einfluss auf Störungen der Quarzglasstrang-Geometrie, die durch den Gewichtssprung erzeugt werden.
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In der
US 1,620,511 A wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Quarzglas-Strangs beschrieben, bei dem eine erweichte Quarzglasmasse allein aufgrund ihres Gewichts, also ohne zusätzlichen mechanischen Abzug und ohne Abzugsregelung, in einen rohrförmigen Behälter ausfließt, der geeignet ist, die maximale Länge des zu ziehenden Quarzglas-Strangs aufzunehmen. Um mit zunehmender Stranglänge das wirksame Gewicht in etwa konstant halten zu können, wird eine Gewichtskompensation vorgeschlagen, bei der der Quarzglas-Strang beim Absinken in den rohrförmigen Behälter ein Portal nach unten schiebt, das gleichzeitig über eine Winde ein mechanisches Gegengewicht in Form einer etwa gleich schweren Kette nach oben zieht.
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Ein Abtrennen von Teilstücken ist bei dieser Verfahrensweise nicht erforderlich, und die vorgeschlagene Gewichtskompensation wäre auch nicht geeignet, Gewichtssprünge beim Ablängen zu vermeiden.
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Technische Aufgabenstellung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Ziehverfahren zur Herstellung von Quarzglas-Bauteilen anzugeben, bei dem geometrische Störungen, insbesondere Durchmesser- oder Wanddickenschwankungen aufgrund von Gewichtssprüngen beim Ablängen des Quarzglas-Strangs reduziert werden.
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Darstellung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Ziehverfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zu einem vor t1 liegenden Zeitpunkt t0 an dem abzutrennenden Teilstück eine entgegengesetzt zur Ziehrichtung wirkende und mit der Zeit zunehmende Gewichtskompensationskraft angelegt wird, die das Gewicht G des Teilstücks ganz oder teilweise kompensiert.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vor dem Abtrennen des Teilstücks eine Gewichtskompensationskraft an dem abzutrennenden Teilstück angelegt, die in entgegengesetzter Richtung zur Gewichtskraft des Quarzglas-Strangs wirkt und die das Gewicht des abzutrennenden Teilstücks ganz oder teilweise kompensiert, wobei eine vollständige Kompensation auch durch eine Gewichtskompensationskraft erreichbar ist, die größer als das Gewicht des Teilstücks ist.
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Im Folgenden wird zunächst der Idealfall des zeitlichen Aufbaus und Abbaus sowie die Wirkung und der Gewichtskompensationskraft erläutert.
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Die Gewichtskompensationskraft wird kontinuierlich aufgebaut und erreicht ihr Maximum zum Zeitpunkt t1, beim Abtrennen des Teilstücks. Die Höhe der Gewichtskompensationskraft entspricht dann genau dem Gewicht des entfallenden Teilstücks. Nach dem Abtrennen und der Entnahme des Teilstücks von dem Rest-Strang geht die Gewichtskompensationskraft schlagartig auf Null zurück. Gleichzeitig beginnt der erneute Aufbau bis zum Erreichen des Maximums beim Abtrennvorgang. Der Aufbau der Gewichtskompensationskraft erfolgt dabei synchron zur Gewichtszunahme des abgezogenen Quarzglasstrangs.
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Auf diese Weise stellt die Abzugsregelung zu jedem Zeitpunkt ein konstantes Gewicht des abgezogenen Strangs fest. Regeleingriffe durch eine langsame oder plötzliche Gewichtsabnahme beim Abtrennen sind nicht erforderlich. Durchmesser- und Wanddickenschwankungen, wie etwa „Beulen”, werden so vermieden.
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In der Praxis tragen auch Maßnahmen zu einer Verminderung von Geometrieschwankungen des Strangs bei, die nicht dem oben beschriebenen Idealfall entsprechen. So kann die Aufbau der Gewichtskompensationskraft später einsetzen, als unmittelbar nach dem Abtrennen des Teilstücks; der Aufbau kann nicht linear und schneller erfolgen als es der Synchronität mit der Gewichtszunahme des abgezogenen Strangs entspräche, und die maximale Höhe der Gewichtskompensationskraft kann kleiner sein als das Gewicht des abgetrennten Teilstücks. Eine Gewichtskompensationskraft, die größer ist als das Gewicht des abzutrennenden Teilstücks führt ebenfalls zu einer Verbesserung, erfordert aber besondere Kompensationsmaßnahmen beim Abtrennen und Abnehmen des Teilstücks und ist daher nicht bevorzugt (sofern sich die folgenden Ausführungen auf einen „Sollwert” der Gewichtskompensationskraft beziehen, so ist damit ein Wert bezeichnet, der maximal so groß wie die Gewichtskraft des abgetrennten Teilstücks).
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Wichtig ist, dass die allmählich zunehmende Gewichtskompensationskraft am abzutrennenden Teilstück angreift. Sobald das abgetrennte Teilstück entfernt ist, entfällt auch die Gewichtskompensationskraft. Dadurch ist die Synchronität zwischen Wegfall der Gewichtskraft des Teilstücks und der Gewichtskompensationskraft ohne großen Regelungs- und Steuerungsaufwand zu gewährleisten.
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Vorzugsweise nimmt die Gewichtskompensationskraft von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 stetig zu.
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Dadurch, dass die Zunahme der Gewichtskompensationskraft in dem Intervall keine Sprünge oder Umkehrungen aufweist, sondern stetig ist, kann die Änderung von der Abzugsregelung einfach erfasst, verarbeitet und erforderlichenfalls leicht kompensiert werden.
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Im oben erläuterten Idealfall entspricht t0 dem Zeitpunkt, zu dem das vorherige Teilstück abgetrennt worden ist, so dass das Zeitintervall zwischen t0 und t1 diejenige Zeitspanne definiert, die zum Abzug des Teilstücks erforderlich ist. Das Zeitintervall kann jedoch auch kürzer sein.
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In dem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn im Zeitintervall zwischen t0 und t1 die Zunahme der Gewichtskompensationskraft größer ist als die Gewichtszunahme des Quarzglas-Strangs im selben Zeitintervall.
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Dadurch, dass die Zunahme der Gewichtskompensationskraft schneller erfolgt als die Gewichtszunahme des Quarzglas-Strangs, erreicht die Gewichtskompensationskraft ihren Sollwert innerhalb einer Zeitspanne, die kürzer ist als die Zeitspanne zum Ziehen des abzutrennenden Teilstücks. Dadurch ist es möglich, t0 auf einen „späten” Zeitpunkt zu verschieben, der beispielsweise kurz vor t1 liegt. Die Zeitspanne für das Anlegen der Gewichtskompensationskraft an dem Teilstück kann daher kurz gewählt werden, was die Handhabung vereinfacht und kompaktere Vorrichtungen zur Erzeugung der Gewichtskompensationskraft erlaubt.
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Bevorzugt ist in dem Zeitintervall zwischen t0 und t1 die Zunahme der Gewichtskompensationskraft um den Faktor 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 10, größer ist die Gewichtszunahme des Quarzglas-Strangs.
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Bei einem relativ kleinen Faktor von 2 (vorzugsweise einem Faktor 4) verbleibt vom Einsetzen der Gewichtskompensationskraft bis zum Erreichen ihres Sollwertes eine relativ lange Zeitspanne, die ein Überschwingen der Abzugsregelung zuverlässig vermeidet und die es der Bedienperson erleichtert, Vorkehrungen zum Abtrennen des Teilstücks zu treffen, wie etwa das Anbringen einer Sollbruchstelle.
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Bei einem relativ großen Faktor von mehr als 20 verbleibt vom Einsetzen der Gewichtskompensationskraft bis zum Erreichen ihres Sollwertes eine kurze Zeitspanne innerhalb der sich eine Gewichtsänderung einstellt, was von der Abzugsregelung schwieriger beherrschbar ist.
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Es hat sich bewährt, wenn der Betrag der Gewichtskompensationskraft zum Zeitpunkt t1 kleiner als der Betrag von G ist.
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Zum Zeitpunkt t1, also beim Abtrennen des Teilstücks ist die in Ziehrichtung wirkende Gewichtskraft G größer als die in Gegenrichtung wirkende Gewichtskompensationskraft, die am Teilstück angreift. Dadurch bewegt sich das Teilstück nach dem Abtrennen vom Reststrang nach unten, und kann unmittelbar entfernt werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Entnahme des Teilstücks, wie etwa eine Verminderung der Gewichtskompensationskraft erforderlich sind.
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Die Gewichtskompensationskraft kann an der Zylindermantelfläche des Teilstücks angelegt werden. Einfach realisierbar und daher besonders bevorzugt ist jedoch eine Verfahrensweise, bei der die Gewichtskompensationskraft auf die Stirnseite des Quarzglas-Strangs entgegengesetzt zur Ziehrichtung einwirkt.
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Dabei wird gegen die Stirnseite des abgezogenen Quarzglas-Strangs eine beim weiteren Absenken allmählich zunehmende Kraft ausgeübt, die entgegen der Ziehrichtung wirkt und die hier als „Gewichtskompensationskraft” bezeichnet wird.
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Diese wird vorzugsweise dadurch erzeugt, dass der Quarzglas-Strang beim Abziehen gegen ein elastisches Widerlager läuft.
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Bei dem elastischen Widerlager handelt es sich um beispielsweise um eine oder mehrere mechanische oder hydraulische Federn, wie beispielsweise Spiral-, Blatt-, Teller- oder Gasdruckfedern. Dadurch, dass das untere stirnseitige Ende gegen ein federndes, elastisches Widerlager aufläuft, ergibt sich eine definierte Endlage für die untere Stirnseite. In Verbindung mit einer vorgegebenen Höhe für die Trennebene erleichtert dies die Einhaltung einer konstanten Schneidlänge für die Teilstücke. Beispielsweise kann beim ersten Aufsetzen des Strangs auf das Widerlager die Sollbruchstelle in einer vorgegebenen Höhe erzeugt werden.
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Das erfindungsgemäße Ziehverfahren ermöglicht es auch, das Gewicht des abgezogenen Strangs zu messen und bei Erreichen eines Sollwerts das Abtrennen des Teilstücks einzuleiten.
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Der Abtrennvorgang kann manuell oder automatisch eingeleitet werden. Gleichermaßen wirkt auch eine Verfahrensvariante, bei der die Gewichtskompensationskraft laufend gemessen und bei Erreichen eines Sollwerts das Abtrennen des Teilstücks erfolgt.
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Weiterhin hat es sich bewährt, an dem Quarzglas-Strang eine Sollbruchstelle vorzusehen, wobei vor dem Abtrennen des Teilstücks eine mechanische Klammer angesetzt wird, die im Bereich oberhalb und im Bereich unterhalb der Sollbruchstelle angreift.
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Die mechanische Klammer greift an dem Quarzglas-Strang oberhalb und unterhalb der Sollbruchstelle an, und vermindert eine Auslenkung des Strangs beim Abtrennen des Teilstücks. Diese schwingungsdämpfende Maßnahme wirkt sich zusätzlich vorteilhaft auf Maßhaltigkeit und Konstanz der Stranggeometrie aus.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zum Ziehen eines Quarzglasstrangs in einem Vertikalziehverfahren, bei dem die Quarzglasmasse in einem Schmelztiegel erweicht und über einen Bodenauslauf als Quarzglas-Strang abgezogen wird.
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Mittels derartiger Schmelztiegel-Ziehverfahren können besonders großvolumige Quarzglasrohre mit großer Schnittlänge und dementsprechend hohem Gewicht abgezogen werden, so dass sich ohne Gegenmaßnahmen besonders deutliche Gewichtssprünge beim Abschneiden des Quarzglasstrangs ergeben.
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Ausführungsbeispiel
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in schematischer Darstellung
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1 eine Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasrohres anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 einen Ausschnitt derselben Vorrichtung zu einem späteren Stadium des Ziehprozesses,
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3 ein Profil, das den zeitlichen Verlauf des am Abzug abzutragenden Gewichts der Strangmasse zeigt,
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4 ein Diagramm mit einem typischen Verlauf der Wandstärke über ein gemäß der Erfindung gezogenes Rohrstrangstück, und
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5 ein Diagramm mit einem typischen Verlauf der Wandstärke über ein nach dem Stand der Technik gezogenen Rohrstrangstück.
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Die Vorrichtung gemäß 1 zeigt schematisch einen Schmelztiegel 1, in dem Quarzglaskörnung 12 auf eine Temperatur oberhalb von 2100°C erhitzt und zu einer Quarzglasmasse 13 erweicht wird, die über einen Bodenauslauf 14 des Schmelztiegels 1 als Quarzglas-Strang 2 vertikal nach unten abgezogen wird, wobei dessen Längsachse 4 möglichst parallel zur Ziehachse 3 ausgerichtet ist. Dieses Tiegelziehverfahren ist allgemein bekannt, so dass auf die Beschreibung konstruktiver Details und von Verfahrensmaßnahmen verzichtet wird.
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Als Abzug dient ein Rollenschlepper 6, der zwei Abzugsrollen umfasst, die sich auf gleicher Höhenebene am Zylindermantel des Rohrstrangs 2 gegenüberliegen.
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Unterhalb des Schmelztiegels 1 ist ein Durchmesser- und Wanddickenmessgerät 5 angeordnet, mittels dem während des Ziehprozesses ein Wandstärkenprofil des abgezogenen Rohrstrangs 2 aufgezeichnet wird.
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Beim Abziehen gelangt das freie Ende des Rohrstrangs 2 in Anschlag mit einer biegesteifen Kunststoffplatte 7, die auf vier baugleichen Spiralfedern 8 gelagert ist. Kunststoffplatte 7 und Spiralfedern 8 ruhen auf einer Wägeplatte 9. Die Spiralfedern 8 haben eine Länge von etwa 80 cm und eine Federkonstante von etwa 145 N/m.
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2 zeigt einen Ausschnitt derselben Vorrichtung zu einem späteren Zeitpunkt des Ziehprozesses, und zwar bei maximaler Belastung der Spiralfedern 8.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ziehverfahrens zur Herstellung eines Quarzglasrohres anhand 1 und 2 näher erläutert.
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Aus dem Schmelztiegel 1 wird ein Quarzglasrohr 2 mit einer geregelten Abziehrate von 1 mm/s auf einen Soll-Außendurchmesser von 197 mm und einer Soll-Wandstärke von 6,5 mm abgezogen. Dabei wird in der Innenbohrung des Rohrstrangs 2 ein Gas eingeleitet.
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Mittels des Durchmesser- und Wanddickenmessgeräts 5 wird kontinuierlich ein Wanddickenprofil des abgezogenen Rohrstrangs 2 aufgezeichnet, wie es weiter unten anhand 2 näher erläutert wird.
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Der abgezogene Rohrstrang 2 wird einschließlich eines beiderseitigen Aufmaßes von 5 cm zu Teilstücken 15 von jeweils 3 m abgetrennt. Die Schneidlänge L beträgt demnach 3 m. Abgetrennte Teilstücke 15 dieser Länge haben ein Gewicht von etwa 30 kg. Aus diesen werden rohrförmige Quarzglas-Bauteile mit dem Endmaß von 2,90 m gefertigt.
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Das Abtrennen jedes Teilstücks 15 erfolgt in Höhe der Schneidebene S, sobald das untere Ende des Strangs 2 die Trennebene T erreicht hat. Dies entspricht dem Zeitpunkt t1 und die entsprechende Position (Höhe der Trennebene T) wird anhand des Gewichts erkannt, das die Wägeplatte 9 anzeigt. Dieses Stadium des Ziehprozesses zeigt 2.
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Bevor das untere Ende des Quarzglas-Strangs 2 die Trennebene T erreicht, stößt es gegen die Kunststoffplatte 7 und verformt dabei die Spiralfedern 8. Dies entspricht dem Zeitpunkt t0, ab dem die Gewichtskompensationskraft allmählich aufgebaut wird, die Spiralfedern 8 aber noch entlastet sind, wie in 1 dargestellt. Beim weiteren Absenken des Rohrstrangs 2 wird aufgrund der Federwirkung der Spiralfedern 8 die Gewichtskompensationskraft fortlaufend erhöht, die entgegen der Ziehrichtung 3 auf den Rohrstrang 2 einwirkt und dessen Gewicht teilweise kompensiert.
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Die Trennebene T liegt 0,5 m unterhalb der Unterkante der Kunststoffplatte 7 (wie vom Blockpfeil 10 angedeutet). Sobald die Unterkante der Kunststoffplatte 7 die Trennebene T erreicht hat (also zum Zeitpunkt t1, der etwa 500 s nach t0 liegt – also dem ersten Kontakt zwischen Rohrstrang 2 und Kunststoffplatte 7) und nach Anzeige des vorgegebenen Sollgewichts an der Wageplatte 9 erfolgt das Abtrennen des 3 m langen Teilstücks 15 in der Schneidebene S. Der Betrag der Gewichtskompensationskraft ist zu diesem Zeitpunkt geringfügig (etwa 1 kg) geringer als das Gewichtskraft des abzutrennenden Teilstücks 15.
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Vor dem Trennen wird am Quarzglas-Strang 2 eine Sollbruchstelle 11 erzeugt und eine (in der 1 nicht dargestellte) biegesteife Klammer angesetzt, die die Bereiche oberhalb und unterhalb der Sollbruchstelle 11 verbindet und so übermäßige Auslenkungen durch den Schlagimpuls beim Abschlagen verhindert.
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Aufgrund der gegeben Federkonstanten haben die Spiralfedern 8 bis zum Zeitpunkt t1 eine Gewichtskompensationskraft erzeugt, die in etwa der Gewichtskraft des abgetrennten Teilstücks 15 entspricht. Die Stauchstrecke der Spiralfedern 8 beträgt 0,5 m und damit nur 1/6 der Länge des abzutrennenden Teilstücks 15. Im Zeitintervall zwischen t0 und t1 ist die Zunahme der Gewichtskompensationskraft somit um den Faktor 6 größer ist die Gewichtszunahme des Quarzglas-Strangs 2 im selben Zeitintervall.
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Beim Entfernen des abgetrennten Teilstücks 15 entfallen gleichzeitig sowohl die Gewichtskraft als auch die Gewichtskompensationskraft als Einflussgrößen auf den Ziehprozess, so dass dieser Vorgang von der Abzugsregelung nicht in Form einer Gewichtsänderung registriert wird.
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Das Diagramm von 3 zeigt die zeitliche Gewichtsänderung beim Ziehverfahren für das oben erläuterte Ausführungsbeispiel (Kurve C) im Vergleich zum Idealfall (Kurve A) und dem Stand der Technik (Kurve B).
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Auf der y-Achse ist die zeitliche Gewichtsänderung „ΔG” (in kg) des abgezogenen Quarzglas-Strangs gegen die Ziehdauer „t” (in s) aufgetragen.
- • Die Kurve A stellt den Idealfall dar, bei dem die Gewichtskompensationskraft synchron mit der Gewichtskraft zu- und abnimmt, so dass sich keine Gewichtsänderung einstellt.
- • Die Kurve B zeigt die zeitliche Gewichtsänderung bei einem Ziehverfahren nach dem Stand der Technik. Nach dem Abtrennen eines Teilstücks steigt das Gewicht stetig bis zu einem Maximum von 30 kg (im Ausführungsbeispiel) an und fällt beim Abrennen des Teilstücks 15 schlagartig auf den Ausgangswert 0 zurück. Diese schlagartige Gewichtsänderung ist von einer elektrischen Regelung kaum ohne Überschwingen und damit verbundene Geometrieänderungen auszuregeln, insbesondere nicht bei schweren Teilstücken 15.
- • Die Kurve C zeigt den zeitlichen Verlauf der Gewichtsänderung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anhand der Daten des Ausführungsbeispiel. Nach dem Abtrennen eines Teilstücks 15 steigt das Gewicht stetig bis zu einem Maximum von etwa 25 kg zum Zeitpunkt t0 an. Dann setzt das untere Ende auf der Kunststoffplatte 7 auf und der Aufbau der Gewichtskompensationskraft beginnt, die aufgrund der eingestellten Federkonstante rascher zunimmt als die Gewichtskraft des Strangs 2 beim weiteren Abziehen. Aus diesem Grund nimmt die vorher aufgebaute Gewichtsdifferenz wieder ab und erreicht zum Zeitpunkt des Abtrennens t1 nahezu den Ausgangswert, so dass die Abstandsregelung beim Abtrennen kaum eine Gewichtsdifferenz ausregeln muss (im Ausführungsbeispiel: 1 kg). Der in Kurve C schematisch gezeigte Verlauf der Gewichtsänderung zeigt keine abrupten Sprünge, sondern nur allmähliche Gewichtsänderungen, die von einer elektrischen Abzugsregelung leicht bewältigt werden können.
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Das Diagramm von 4 zeigt einen typischen Verlauf der Wandstärke „W” (in mm) über der Position „P” für ein etwa 2 m langes Teilstück des Rohrstrangs 2 mit einer nominalen Wandstärke von 6,5 mm. Das Rohrstück umfasst den Längenabschnitt, in dem eine Delle oder Beule aufgrund eines Abschneidevorgangs zu erwarten wäre. Auf der x-Achse ist die axiale Rohrachsen-Position in mm, und auf der y-Achse ist die Wandstärke aufgetragen.
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Der Wandstärkenverlauf zeigt zwar eine Reihe von Minima und Maxima, die über das Rohrstrang-Teilstück etwa gleichmäßig verteilt sind. Besonders ausgeprägte Extremwerte treten jedoch nicht auf. Die erkennbaren Abweichungen vom Mittelwert sind im Wesentlichen auf Druckschwankungen und das Einregelverhalten der Abzugsregelung infolge langsamer Gewichtsänderungen zurückzuführen.
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Im Vergleich dazu zeigt das Wandstärkenprofil von 5, das einem Rohrstrangstück zuzuordnen ist, das anhand eines Ziehverfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellt worden ist. Es sind ähnliche Schwankungen der Wandstärke erkennbar wie bei 4, die im Wesentlichen auf das Einregelverhalten der Abzugsregelung zurückzuführen sind. Zusätzlich ist jedoch ein ausgeprägtes Maximum M1, das auf einen Gewichtssprung beim Abtrennen eines Teilstücks zurückzuführen ist, erkennbar.
