DE1040483B - Ausziehvorrichtung in einer Stossbank zum Herstellen von nahtlosen Rohren insbesondere grosser Laenge - Google Patents

Description

Beim Herstellen von Rohren im Stoßbankverfahren bemüht man sich in jüngerer Zeit zunehmend die Länge der auf einer Ring- oder Rollenstoßbank erzielbaren Rohre immer mehr zu vergrößern, ohne das Ziehbett und die zum Durchtreiben der auf einem Dorn sitzenden Luppe durch die Verformungswerkzeuge notwendigen Einrichtungen auch ihrerseits zu vergrößern. In diesem Bestreben ist man verschiedene Wege gegangen, deren einer z. B. darin besteht, durch Erhöhung der von den Werkzeugen einer Rollenstoßbank zu leistenden Abstreckarbeit zu einer Verringerung der Anzahl der Rollenkaliber und damit zu einer Verkürzung der Stoßbank im Verhältnis zur erzielbaren Rohrlänge zu kommen. Der Verkürzung einer Rollenstoßbank ist jedoch eine Grenze gesetzt, so daß auch die äußerste Länge von auf einer solchen Stoßbank selbst bei höchster Streckleistung erzeugbaren Rohre beschränkt ist.

Der andere Weg besteht darin, zur Steigerung der Länge von auf Stoßbänken erzielbaren Rohren in unmittelbarem Anschluß an das letzte Verformungswerkzeug eines Ring- oder Rollenbettes ein Treibrollenpaar oder ein ein- oder mehrgerüstiges Ausziehwalzwerk vorzusehen, die, nachdem das Werkstück mit der Dornstange mit den üblichen Antriebsmitteln, z. B. einer Zahnstange, mit seinem vorderen Ende bis in sie eingeschoben ist, den weiteren Vorschub des Rohres und dabei auch die weitere Verformungsarbeit übernehmen. Nach der Übergabe des Werkstückes an das Ausziehwalzwerk geht der Dornstangenantrieb in seine Ausgangsstellung zurück.

Die bekannten Ausziehwalzwerke sind jedoch nicht in der Lage, ohne Schaden für das Rohr auf den von ihnen erfaßten Rohrteil Kräfte zu übertragen, die für die Herstellung wesentlich längerer als bisher üblicher Rohre notwendig sind. Der von einem einzelnen Treibrollen- oder Walzensatz oder auch von den Walzensätzen mehrerer Walzgerüste auf das Rohr ausgeübte Druck führt nämlich zu einer unerwünschten Weiterverformung des Rohrs. Wenn diese Verformung bei der Verwendung mehrerer Walzensätze auch geringer ist als bei einem einzelnen, so übersteigt sie doch noch das zulässige Maß, wobei sich noch der weitere Nachteil ergibt, daß nicht nur das Ausziehwalzwerk eine entsprechend größere Baulänge erhält, sondern auch der Stoßhub so weit verlängert werden muß, daß das Rohr bis in das letzte Gerüst des Ausziehwalzwerks eingeschoben wird.

Hinzu kommt noch folgendes: Beim Stoßen erleidet der Dorn unter den auf ihn einwirkenden Kräften gewisse Verformungen, die mindestens nach mehreren Durchgängen, besser jedoch nach jedem einzelnen Durchgang, ein Richten des Dorns erforderlich machen. Diesem Richten und dem weiteren Zweck, das auf der

Ausziehvorrichtung in einer Stoßbank

zum Herstellen von nahtlosen Rohren

insbesondere großer Länge

Anmelder:

Stahl- und Röhrenwerk
Reisholz G.m.b.H.,
Düsseldorf-Reisholz

Adolf Zimpel, Düsseldorf-Reisholz,
ist als Erfinder genannt worden

Dornstange festsitzende Rohr zu lösen, dienen die allgemein den Stoßbänken nachgeordneten Löse- oder Glättwalzwerke. Das Lösen des Rohrs vom Dorn mit Hilfe eines hinter einem Ausziehwalzwerk angeordneten Lösewalzwerks führt jedoch vielfach zu unerwünschten Schäden und Verlusten. Im Ausziehwalzwerk ergibt sich nämlich im Walzspalt eine sogenannte Fließscheide. Diese Fließscheide bewirkt je nach dem Ausmaß der Verformung ein mehr oder weniger großes Voreilen des Rohrs gegenüber dem Dorn. Das bedeutet, daß das Rohr nach dem Verlassen des Ausziehwalzwerks mit seinem vorderen Ende mehr oder weniger weit über das Dornende hinausragt. Da die üblichen Löse- oder Glättwalzwerke das Rohr mit dem Dorn in sehr schnelle Umdrehungen, und zwar in etwa 1000 Umdrehungen je Minute und mehr versetzen, führt dieser Übergang des noch warmen Rohrs schon bei geringer Unwucht leicht zu Formveränderungen am überstehenden Rohrstück, zum Verbiegen und oft sogar zum Abreißen und Fortschleudern des Rohrendes. Die bekannte Maßnahme, auf ein Lösewalzwerk zu verzichten und das Rohr im längswalzenden Ausziehwalzwerk vom Dorn zu lösen, führt zu einer umständlicheren Bauart und schwierigeren Handhabung dieses Ausziehwalzwerkes, weil bei jedem Wechsel in den Abmessungen des zu erzeugenden Rohrs andere Walzensätze mit entsprechenden Kalibern eingebaut werden müssen, während bei den üblichen Löse- oder Glättwalzwerken nur ein Verstellen der Walzen radial zum Werkstück erforderlich ist.

Das Lösen des Rohrs im längswalzenden Ausziehwalzwerk macht zudem die Verwendung einer Vorrichtung zum Richten des Dorns nicht entbehrlich, die ihrerseits in Aufbau und Ausmaßen dem bisher üblichen Löse- und Glättwalzwerk entspricht.

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Eine weitere Schwierigkeit bei der Anwendung von Ausziehwalzwerken ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Umfangsgeschwindigkeit der Ausziehwalzen der Auslaufgeschwindigkeit des Rohrs anzupassen. Es ist zwar bekannt, diese Walzen über Überholkupplungeri 5 anzutreiben, um die Abstimmung der Geschwindigkeiten entbehrlich zu machen; für Walzwerke mit ihren hohen, stoßweisen Beanspruchungen stellen Überholungskupplungen aber allzu empfindliche und störanfällige Einrichtungen dar.

Es ist ferner bekanntgeworden, anstelle eines Ausziehwalzwerkes hinter einer Stoßbank eine Ausziehvorrichtung anzuordnen, die mit einer in Vorschubrichtung selbstspannenden und beim Zurückholen sich selbsttätig lösenden Spannzange ausgestattet ist. Derartige Spannzangen sind z. B. beim Kaltziehen von Rohren schon seit langem gebräuchlich. Bei Ausziehvorrichtungen der bekannten Form fassen die Zangen jedoch stets das ruhende Rohr an seinem Ende oder einer anderen Stelle. Auch bei hinter Stoßbänken vorgesehenen selbstspannenden Zangen ist dies der Fall, und zwar gleichgültig, ob nur eine Zange vorgesehen ist, die das Rohr über seine volle Länge aus den Ziehwerkzeugen auszieht, oder ob mehrere hintereinandergeschaltete Zangen zur Anwendung gelangen, die in der Weise abwechselnd arbeiten, daß jeweils eine von ihnen unter Mitnahme des Rohrs vorgeht, während die andere nach Lösen vom Rohr in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Die bekannten Zangen müssen also bei ihrer Verwendung hinter einer Stoßbank auf das bis durch das letzte Werkzeug durchgestoßene Rohrende zunächst eine Kraft übertragen, die ausreicht, den zum Stillstand gekommenen Verformungsvorgang wieder in Gang zu bringen, und anschließend mit verringerter Kraft das Rohr ausziehen. Die zur Einleitung der Vorholbewegung notwendigen Kräfte sind außerordentlich groß, erfordern einen entsprechend hohen Spanndruck zwischen Zange und Werkstück, führen infolgedessen leicht zu Verformungen an dem von der Spannzange erfaßten Rohrteil, und die Unterbrechung des Verformungsvorgangs während der Übergabe des Vorschubs vom Dornstangenaiitrieb auf den Zangenantrieb bleibt nicht ohne Einfluß auf das Rohr selbst. Die hier den Ausziehwalzwerken und mit Zangen arbeitenden Ausziehvorrichtungen zügeschriebenen Nachteile haften auch jener bekannten Vorrichtung an, bei der das nur teilweise auf einer Stoßbank abgestreckte Rohr hinter dem letzten Verformungswerkzeug an ein Ausziehwalzenpaar oder die Zange einer Ausziehvorrichtung übergeben wird, die darauf von dem gleichen Antrieb in Bewegung gesetzt wird, der die Stoßeinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückholt, die zuvor den Dorn mit der auf ihm sitzenden Luppe bis in die Ausziehvorrichtung vorgeschoben hat. Bei dieser bekannten Einrichtung ist zwar ein besonderer Antrieb für die Ausziehvorrichtung eingespart, aber auch hier kommt, bevor die Rückholbewegung der Stoßvorrichtung und damit der Autrieb der Ausziehvorrichtung einsetzen kann, der Dorn samt Luppe zum Stillstand.

Die von einer Ausziehvorrichtung zu übertragenden Kräfte sind besonders hoch, wenn man sie hinter einer jener modernen Anforderungen Rechnung tragenden Stoßbänke verwendet, deren Rollenkaliber im Interesse einer möglichst geringen Kaliberzahl auf besonders starkeVerfcrmungausgelegt sind.Bei solchen Stoßbänken wird nämlich mit steigender Rohrlänge die mögliche Verformung nach dem Ende des Verformungswegs zu ständig größer, da die Schrumpfung des Rohrs und die Reibung zwischen ihm und dem Dorn ständig zunehmen und die Übertragung immer größer werdender Verformungskräfte erlauben. Bei solchen Stoßbänken kommt man infolgedessen im letzten Werkzeug zu Querschnittsverminderungen von bis zu 70 ⁰Zo. Da derartige Stoßbänke mit zunehmender Rohrlänge ein immer günstiger werdendes Verhältnis zwischen Rohrlänge und Vorformungsweg ergeben, erscheint bei diesen die Verwendung einer Auszieheinrichtung besonders vorteilhaft, vorausgesetzt, daß sie in der Lage ist, die gesamte nach Durchstoßen der Luppe durch das letzte Werkzeug noch zu leistende Verformungsarbeit zu übernehmen. Der bisher übliche Dornantrieb spielt dann schließlich nur noch die Rolle einer Einrichtung zum Übergeben des Werkstücks an eine dem Verformungswerkzeug nachgeschaltete Ausziehvorrichtung.

Zur Vermeidung der dargelegten Nachteile, die hinter Stoßbänken angeordneten Ausziehwalzwerken anhaften, schlägt die Erfindung vor, die Ausziehvorrichtung als an sich bekannte, in Vorschubrichtung selbstspannende Zangen auszubilden und so anzutreiben, daß sich zur Verhinderung einer Unterbrechung im Verformungsvorgang ihre Beschleunigung mit der gegen Ende des Stoßhubs einsetzenden Verzögerung des Stoßstangenantriebs ganz oder teilweise überdeckt. Die Ausziehvorrichtung bedarf wie die früheren Ausziehwalzwerke eines besonderen Kraftantriebs, der die Zange aus ihrer Ausgangslage unmittelbar hinter dem letzten Verformungswerkzeug möglichst schnell beschleunigt, damit sie in möglichst kurzer Entfernung hinter dem letzten Werkzeug das von dem Stoßdorn durch das letzte Verformungswerkzeug der Bank hindurchbeförderte Rohrende in dem Augenblick erfaßt, in dem ihre Geschwindigkeit größer wird als die des Rohrs. Spannzangen erlauben wegen der gegenüber Rollen wesentlich größer zu bemessenden Berührungsflächen zwischen ihren Backen und dem Rohr die übertragung aller praktisch in Betracht kommenden Kräfte, ohne daß unzulässige Formveränderungen am Rohr zu befürchten wären. Der bei warmen Material besonders hohe Reibungskoeffizient begünstigt die Übertragung der Antriebskraft von der Zange auf das Rohr. Nachdem die Zange den weiteren Rohrvorschub übernommen hat und während sie den Verformungsvorgang zu Ende führt, kehrt der Stoßstangenantrieb in üblicher Weise in seine Ausgangsstellung zurück. Eine Abstimmung der Ausziehgeschwindigkeit auf die Stoßgeschwindigkeit ist nicht oder zumindest nur in weiten Grenzen erforderlich.

Wenn man vermeiden will, daß die als Ausziehvorrichtung dienende Zange — ähnlich wie bei Ziehbänken — über die volle Länge des auszuziehenden Rohrs bewegt werden muß, so lassen sich hinter der unmittelbar hinter der Stoßstange angeordneten Zange eine oder mehrere zusätzliche selbstspannende Zangen vorsehen, deren Antrieb —■ genau wie beim kontinuierlichen Ziehen von endlosem Halbzeug — dann so eingerichtet sein muß, daß die Beschleunigung der nachgeschalteten Zange sich mit der Verzögerung im Antrieb der jeweils vorgeschalteten Zange ganz oder teilweise überdeckt. Mit Hilfe mehrerer derart angetriebener und gegenläufig zueinander bewegter Zangen läßt sich ein kontinuierliches Ausziehen des Rohrs über seine volle Länge mit völlig oder wenigstens nahezu gleichmäßiger Geschwindigkeit bewerkstelligen, wenn man die Zangen in üblicher Weise schneller zurückholt, als sie vorsehen. Der Hub einer solchen Ausziehvorrichtung ist dann wesentlich kürzer als der gesamte Vorholweg des auszuziehenden Rohrs. Bei einer Ausziehvorrichtung mit mehreren, abwech-

selnd und gegenläufig hin- und herbewegten Spannzangen ist dafür zu sorgen, daß die unmittelbar hinter dem letzten Verformungswerkzeug angeordnete Zange das aus diesem austretende Rohrende jeweils mit der vollen Länge ihrer Backen erfaßt.

Die Beschleunigung der Ausziehvorrichtung bzw. einzelner Zangen wird vorteilhaft mit Hilfe bekannter Steuermittel in der Endphase des Stoßhubs selbsttätig ausgelöst, wobei entsprechende Steuermittel dafür sorgen, daß die Ausziehvorrichtung bzw. jede Spannzange nach jedem Arbeitshub selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Um die Stoßbank auch für die Erzeugung kürzerer, z. B. dickwandiger Rohre verwenden zu können, die sich mit Hilfe des vorhandenen Dornantriebes durch sämtliche Verformungswerkzeuge bewegen lassen, ist es ratsam, an der Ausziehvorrichtung Anschläge od. dgl. vorzusehen, die die Backen der Zange in ihrer Ausgangsstellung außer Berührung mit dem aus der Stoßbank austretenden Rohr halten. Solche Anschläge können z. B. aus parallel zur Vorschubrichtung angeordneten Leisten bestehen, zwischen denen das aus dem Verformungswerkzeug austretende Rohr hindurchläuft und auf deren nach außen gekehrten Flächen sich die Backen der Zange in ihrer Ausgangsstellung abstützen. Bei ausreichend langer Ausbildung solcher leistenförmigen Anschläge läßt sich auch erreichen, daß die Backen der Zange zu Beginn der Beschleunigung der Ausziehvorrichtung oder während eines beliebigen Teils ihres Beschleunigungswegs außer Berührung mit dem aus der Stoßbank austretenden Rohr gehalten werden und dieses erst erfassen, nachdem sie nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit von diesen Anschlägen abgeglitten sind.

Bei Anordnung der Zange auf einem Schlitten lassen sich die zum Schließen und Öffnen der Zange notwendigen Kräfte aus der Reibung zwischen dem Zangenschlitten und seiner Gleitbahn ableiten.

Um dem Rohr nach dem Verlassen der Verformungswerkzeuge eine gute Führung zu geben, können im Bereich der Ausziehvorrichtung unterhalb der Bewegungsbahn des Rohrs in an sich bekannter Weise insbesondere wenigstens teilweise angetriebene Rollen vorgesehen sein. Die angetriebenen Rollen dienen zum Befördern des fertig verformten und völlig aus der Stoßbank ausgezogenen sowie von der Ausziehvorrichtung freigegebenen Rohrs aus dem Bereich der Ausziehvorrichtung.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für die den Gegenstand der Erfindung bildende Stoßbank und für einzelne Vorrichtungsteile schematisch dargestellt.

Abb. 1 zeigt schematisch in Aufsicht eine hinter einer Stoßbank 1 angeordnete, hydraulisch angetriebene Ausziehvorrichtung 2, deren selbstspannende Zange 3 sich in Übernahmestellung, d. h. unmittelbar hinter dem letzten Verformungswerkzeug der Stoßbank befindet. Der Antrieb der Ausziehvorrichtung 2 erfolgt in Vorschubrichtung mit Hilfe eines Druckzylinders 7 und in entgegengesetzter Richtung mit Hilfe des Rückholzylinders 8. Förderrollen 9, von denen einzelne angetrieben sein können, ermöglichen es, das völlig aus der Stoßbank 1 ausgezogene und von der Spannzunge 3 freigegebene Rohr aus dem Bereich der Ausziehvorrichtung wegzubefördern.

Abb. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel für die selbstspannende Zange 3. Die an einem Schlitten 5 über Parallelogrammgestänge gelagerten und federbelasteten oder in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung zwangläufig gesteuerten Spannbacken 3' sind in der gezeichneten Stellung auf leistenförmige Anschläge 4 aufgeschoben, die zwischen sich das aus der Stoßbank austretende Rohr durchlassen. In dieser Stellung kann also die Spannzange das Rohr nicht berühren. Dagegen gleiten schon nach kurzzeitigem Beschleunigen der Spannzange in Vorschubrichtung die Backen 3' von den Anschlägen 4 ab und kommen dann mit einem zwischen sie eingeschobenen Rohr in Berührung. Sie übernehmen dessen Weiterbewegung von dem Augenblick an, in dem die Vorholgeschwindigkeit der Zange größer wird als die Auslaufgeschwindigkeit des durch die Stoßbank gestoßenen Rohrs.

Abb. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Ausziehvorrichtung nach Abb. 1 mit dem Vorholzylinder 7, dem Rückholzylinder 8, den Förderrollen 9 und einem zwischen zwei Spannzangenbacken 3' erfaßten Rohr nebst Dom 13.

Die Abb. 4 und 5 zeigen schematisch — erstere in Aufsicht, letztere im Querschnitt — eine abgewandelte Ausziehvorrichtung, die sich von derjenigen nach den Abb. 1 und 3 dadurch unterscheidet, daß der die Spannzange tragende Schlitten 5 mit Hilfe von in Gleitführungen 6 durch einen Motor 10 in Längsrichtung hin- und herbewegbaren Zahnstangen 11 angetrieben ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ausziehvorrichtung in einer Stoßbank zum Herstellen von nahtlosen Rohren insbesondere großer Länge, die dem letzten Verformungswerkzeug unmittelbar nachgeschaltet ist und nach dem Austreten der Rohrspitze aus dem letzten Verformungswerkzeug diese erfaßt und das Rohr unter Leistung der restlichen Verformungsarbeit aus dem Stoßbett herausbefördert, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als an sich bekannte, in Vorschubrichtung selbstspannende Zange (3), die so angetrieben ist, daß sich ihre Beschleunigung mit der gegen Ende des Stoßhubs einsetzenden Verzögerung der Stoßstangenbewegung ganz oder teilweise überdeckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstspannenden Zange (3) in an sich bekannter Weise wenigstens eine weitere hinsichtlich ihrer Bewegung mit derjenigen der ersten Zange im Sinne eines kontinuierlichen oder mindestens annähernd kontinuierlichen Werkstückvorschubs gesteuerte selbstspannende Zange nachgeschaltet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das In-Bewegung-Setzen der Ausziehvorrichtung durch bekannte Steuermittel in der Endphase des Stoßhubs selbsttätig auslösbar und die Ausziehvorrichtung (2) nach jedem Arbeitshub selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückführbar ist.

4. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zangenbacken (3') bei in Ausgangsstellung befindlicher Zange (3) beispielsweise durch Anschläge (4) mit dem aus der Stoßbank (1) austretenden Rohr (12) außer Berührung versetzbar sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zangenbacken (3') beim In-Bewegung-Setzen der Ausziehvorrichtung (2) mit dem aus der Stoßbank (1) austretenden Rohr (12) außer Berührung versetzbar sind.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (3) auf

einem Schlitten (5) angeordnet ist und als Kraft zum Betätigen der Zange die zwischen dem Schlitten (5) und seiner Gleitbahn (6) bestehende Reibung dient.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ausziehvorrichtung (2) unterhalb des angezogenen

Rohrs (12) angetriebene Förderrollen (9) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 870 235, 655 138, 437, 554 872; USA.-Patentschrift Nr. 2 234 728.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen