DE19720866C1 - Vorrichtung zum Kaltkalibrieren von langgestreckten, rotationssymmetrischen Körpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kaltkalibrieren von langgestreckten, rotationssymmetrischen Körpern, insbesondere Rohre und Stangen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Geschweißte Rohre werden heutzutage mit Ausnahme der Großrohre überwiegend mittels des Hochfrequenzwiderstand-Preßschweißens hergestellt. Ausgehend von einem kaltgewalzten Band werden nach der Einformung zum Schlitzrohr die Bandkanten durch einen hochfrequenten Strom bei gleichzeitiger Einwirkung von Druck miteinander verschweißt. Der beim Preßschweißen entstehende innere und äußere Stauchwulst wird bei Rohren oberhalb lichter Durchmesser von rund 30 mm gewöhnlich in noch warmen Zustand abgehobelt bzw. abgeschabt. Anschließend wird das Rohr in zwei bis sechs Kalibriergerüsten durch Umfangsreduktion gerundet und maßkalibriert. Der Vorgang bewirkt gleichzeitig einen Richteffekt.

Nach einer zerstörungsfreien Prüfung der geschabten Schweißnaht wird der endlos gefertigte Rohrstrang von einer mitlaufenden Trennvorrichtung zerteilt (Stahlrohr-Handbuch 10. Aufl. 1987, Vulkan-Verlag, Seiten 153-157; Auszug Firmenprospekt Mannesmann- Meer, Mai 1969).

Untersucht man nach diesem Fertigungsverfahren hergestellte Rohre auf Festigkeit und Streckgrenze, so stellt man starke Anisotropien und Inhomogenitäten über den Rohrumfang fest. Ursache hierfür sind ganz offensichtlich von den starren über den halben Umfang reichenden Kalibrierwalzen herrührende Relativgeschwindigkeiten und -kräfte an den Berührungspunkten, die den Fließzustand durch Reibung und Flächenpressung unterschiedlich verändern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kaltkalibrieren von langgestreckten, rotationssymmetrischen Körpern insbesondere Rohre und Stangen anzugeben, die im Hinblick auf die Festigkeits- und Streckgrenzenlage über den Umfang des Körpers eine vergleichmäßigende Wirkung hat.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff mit den im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Kern der Erfindung ist die Unterteilung der Kalibrierwalzen in mehrere gegeneinander verdrehbare Scheiben. Die Anzahl ist ungerade und beträgt mindestens 3, vorzugsweise 9 Scheiben. Die Dicke der Scheiben ist im Regelfall gleich, kann aber je nach Anforderung auch verschieden sein. Um den Effekt der Vergleichmäßigung zu verstärken, werden in einem Gerüst eine Ober- und Unterwalze und zusätzlich zwei Seitenwalzen angeordnet. Die Anzahl der Scheiben in den einzelnen Walzen kann gleich sein, aber im Regelfall wird sie zwischen den Seitenwalzen einerseits und Ober- und Unterwalze andererseits verschieden sein. Vorzugsweise weist die Ober- und Unterwalze mehr Scheiben auf als die beiden Seitenwalzen. Die Walzen sind entweder angetrieben oder für Schleppbetrieb ausgelegt. Im erstgenannten Fall erfolgt der Antrieb einzelner Scheiben über Stützrollen, oder andere vergleichbare mechanische, elektrische oder hydraulische Antriebe derart, daß an allen Berührungspunkten am Rohrumfang in Rohrlängsrichtung möglichst gleich hohe Vorschubkräfte erreicht werden.

Alternativ zu dem erläuterten Vorschlag kann auch ein den Körper umfassendes Rollengerüst vorgesehen sein, in dem mehrere am Umfang radial zustellbare Rollen angeordnet sind. Aus Symmetriegründen ist die Anzahl der Rollen gerade, vorzugsweise sind es 16 Rollen. Die radiale Zustellung der Rollen kann mechanisch oder hydraulisch erfolgen.

Beide genannten Vorschläge haben den Effekt, daß durch die Unterteilung der Walze unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten, Reibung und Flächenpressung am Rohrumfang weitgehend vermieden und somit die Festigkeits- und Streckgrenzenwerte vergleichmäßigt werden.

In der Zeichnung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung

Fig. 2 die zusätzliche Anordnung von Stützrollen

Fig. 3 einen Teilquerschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles

Fig. 1 zeigt in einem Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung. Auf das zu kalibrierende Rohr 1 wirkt eine Ober- 2 und eine Unterwalze 3, die erfindungsgemäß in mehrere Scheiben 4, 4' unterteilt ist. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Scheiben 4, 4' alle die gleiche Dicke auf. Die Scheiben 4, 4' sind auf einer Welle 5, 5' so angeordnet, daß sie gegeneinander verdrehbar sind. Die radiale Zustellbarkeit der Ober- 2 und Unterwalze 3 ist durch einen Pfeil 6, 7 kenntlich gemacht. Um den Effekt der Vergleichmäßigung zu verstärken, sind zusätzlich zur Ober- 2 und Unterwalze 3 noch zwei Seitenwalzen 8, 9 angeordnet. Diese sind ebenfalls in Scheiben 4'', 4''' unterteilt. In diesem Ausführungsbeispiel sind in der Ober- 2 bzw. Unterwalze 3 je neun Scheiben 4, 4' und in den beiden Seitenwalzen 8, 9 je drei Scheiben 4'', 4''' angeordnet. Auch bei den Seitenwalzen 8, 9 sind die Scheiben 4'', 4''' auf einer Welle 5'', 5''' gelagert.

Fig. 2 zeigt am Beispiel der Oberwalze 2 die Anordnung von zwei Stützrollen 10, 11. Es versteht sich von selbst, daß die beiden Stützrollen 10, 11 eine komplementär zur Oberwalze 2 ausgebildete Querschnittskontur aufweisen.

In Fig. 3 ist ebenfalls im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dargestellt. Um das zu kalibrierende Rohr 1 ist ein dieses umfassendes Rollengerüst 12 angeordnet, in dem radial zustellbar eine gerade Anzahl von Rollen 13 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind es insgesamt 16 Rollen. Die radiale Zustellbarkeit ist durch Pfeile 14 gekennzeichnet. Die Zustellung kann mechanisch oder hydraulisch erfolgen. Die Wahl der Anzahl der angeordneten Rollen 13 ist davon abhängig, daß zum einen kein zu großer Umfangsbereich von einer Rolle 13 und zum anderen aber der Rohrumfangsbereich möglichst lückenlos kontaktiert wird. Ist die Anzahl der Rollen 13 zu gering, dann ist der angestrebte Effekt entweder zu klein oder nicht wirksam, ist die Anzahl der Rollen 13 dagegen zu groß, ist der konstruktive Aufwand der radialen Zustellbarkeit aller Rollen 13 nahezu nicht mehr beherrschbar.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Kaltkalibrieren von langgestreckten, rotationssymmetrischen Körpern insbesondere Rohre und Stangen mit mindestens zwei radial auf den Körper zustellbaren in einem Gerüst gelagerten Kalibrierwalzen, die eine Querschnittskontur aufweisen, die der Außenkontur des Körpers angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwalzen (2, 3) in mehrere, gegeneinander drehbare Kreisscheiben (4, 4') unterteilt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwalze (2, 3) eine ungerade Zahl von Scheiben (4, 4') aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwalze (2, 3) mit mindestens drei Scheiben (4, 4') versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (4, 4') die gleiche Dicke aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben eine unterschiedliche Dicke aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gerüst vier symmetrisch über den Umfang verteilt angeordnete Kalibrierwalzen (2, 3, 8, 9) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterwalze (2, 3) die gleiche Anzahl von Scheiben (4, 4') und die beiden Seitenwalzen (8, 9) im Vergleich dazu eine geringere Anzahl von Scheiben (4'', 4''') aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterwalze (2, 3) mit je neun (4, 4') und die beiden Seitenwalzen (8, 9) mit je drei Scheiben (4'', 4''') versehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (4, 4', 4'', 4''') einzeln angetrieben sind mittels mechanischer, elektrischer oder hydraulischer Antriebe.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb eine drehmomentgeschaltete Rutschkupplung verwendet wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Körper (1) abgewandten äußeren Bereich jeder Kalibrierwalze (2, 3, 8, 9) mindestens eine Stützrolle (10, 11) mit der Kalibrierwalze (2, 3, 8, 9) zusammenwirkt, die eine komplementär zur Kalibrierwalze (2, 3, 8, 9) ausgebildete Querschnittskontur aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand voneinander angeordnete Stützrollen (10, 11) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung zum Kaltkalibrieren von langgestreckten, rotationssymmetrischen Körpern, insbesondere Rohre und Stangen mit mindestens zwei auf den Körper zustellbaren in einem Gerüst gelagerten Kalibrierwalzen, die eine Querschnittskontur aufweisen, die der Außenkontur des Körpers angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Körper (1) umfassendes Rollengerüst (12) vorgesehen ist, in dem eine gerade Anzahl von mindestens acht radial zustellbaren Rollen (13) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sechzehn radial zustellbare Rollen (13) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung mechanisch erfolgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung hydraulisch erfolgt.