DE2167324C1

DE2167324C1 - Vorrichtung zum Reduzieren von laengsnahtgeschweissten Rohrstraengen

Info

Publication number: DE2167324C1
Application number: DE19712167324
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 4800 Bielefeld Benteler; Franz-Josef Dipl.-Ing. 4790 Paderborn Hartmann; Heinz Ing.(Grad.) 4791 Altenbeken Hefendehl
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1971-06-26
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1984-06-07

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei dieser bekannten Vorrichtung (DD-Zeitschrift »STAL in Deutsch«, 1966, H. 11, S. 1091 bis 1094, insbesondere Abb. 1) sind die Rohrziehvorrichtungen Raupenabzüge. Nachteilig ist dabei der erhebliche bauliche Aufwand für diese Raupenabzüge, deren hoher Platzbedarf, die hohen Kosten für derartige Konstruktionen sowie für den Ausgleich von Verschließ an den Zugelementen. Hinzu kommt die Schwierigkeit, über die Raupenketten nicht nur gleichmäßige Anpreßkräfte ausüben, sondern zugleich so hohe Ziehkräfte auf den Rohrstrang übertragen zu können, wie es zur Erzielung optimaler Ziehgeschwindigkeiten wünschenswert wäre. Dies gilt zumal für kleinkalibrige und dünnwandige Rohre, bei denen die Raupenketten leicht Oberflächenbeschädigungen und Eindrücke am Rohr hervorrufen können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt schließlich in der Schwierigkeit, die Regelung der Motoren auf die konstante Einhaltung eines in bestimmter Höhe vorgegebenen Gegenzugs auszurichten, was zusätzlich dadurch erschwert wird, daß nur verhältnismäßig kurze längsnahtgeschweißte Rohrstränge eingesetzt werden können, deren Formung und Längsnahtschweißung zuvor an anderer Stelle vorgenommen werden muß und folglich nicht die Möglichkeit besteht, das kombinierte Rohrform- und -schweißwerk mit für den Autbau des erforderlichen Gegenzuges vor der ersten Ziehstufe heranzuziehen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so auszugestalten, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

Bezüglich des Gegenzugs und der Ziehtrommeln wird von einem Stand der Technik Gebrauch gemacht, wie er sich aus der deutschen Patentanmeldung H. 230.30, 7b/3, bekanntgemacht am 16. 6. 1932, ergibt. Durch die DE-PS 4 38 275 ist es zwar bereits bekannt, das Ziehgut schon vor dem Eintritt in die erste Ziehmatrize einer zusätzlichen Zugspannung zu unterwerfen, um auf diese Weise noch vor der ersten Ziehstufe den den Verformungswiderstand des Ziehguts herabsetzenden Gegenzug aufzubauen; zu diesem Zweck wird das Ziehgut jedoch durch besondere Vorrichtungen künstlich gebremst, wobei die dafür aufgewendete Arbeit im übrigen verloren ist.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der vorgegebene Gegenzug im Rohrstrang vor der in Ziehrichtung ersten Ziehstufe statt dessen innerhalb des kombinierten Rohrform- und -schweißwerks aufgebaut und durch dieses auch im Sinne der Konstanthaltung der vorgegebenen Zugspannung einreguliert.

Die erfindungsgemäße Mehrfachziehvorrichtung hat in Verbindung mit der vollkommeneren Ausnutzung des bekannten Gegenzuges nicht nur den Vorteil, daß auch schon in der ersten Ziehstufe infolge sinkender Druckquerspannung die Verformungsarbeit innerhalb der Matrize wesentlich herabgesetzt wird und mithin die dort sonst auftretenden get'ürchteten hohen Spannungsspitzen nicht mehr auftreten, sie bietet darüber hinaus auch den Vorzug, selbst sehr kleinkalibrige und entsprechend dünnwandige Rohre mit hoher Ziehgeschwindigkeit ohne die Gefahr von Oberflächenbeschädigungen in einem einzigen kontinuierlichen Durchgang mit relativ geringem Aufwand fertigen zu können. Dabei wird ihre Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Rohrendabmessungen dadurch begünstigt, daß sie es ermöglicht, von Bandstreifen unterschiedlicher Dicke auszugehen und in

Verbindung mit den den Ziehmatrizen innerhalb des Rohrstrangs fliegend zugeordneten Stopfen gleichwohl Endwandstärken zu erzielen, die von der Dicke des eingesetzten Bandmaterials in weiten Grenzen unabhängig sind. Die einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit der Rohre wird vor allem dadurch begünstigt, daß nicht nur den äußeren Ziehmatrizen, sondern auch den diesen innerhalb des Rohrstrangs fliegend zugeordneten Stopfen in an sich bekannter Weise (DE-AS 12 50 394) Gleitmittel unter hohem Druck zugeführt wird. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Mehrfachziehvorrichtung vor allem deswegen auf verhältnismäßig einfache Weise möglich, weil das Gleitmittel dem Rohrstrang und damit den innerhalb des Rohrstrangs fliegend angeordneten Stopfen seinerseits bei 12 um eine Vertikalachse 13 drehbar ist. Um eine Höhenjustierung zu ermöglichen, kann der vertikale Drehzapfen 13 mittels einer Spindel verstellbar sein. Auslaufseitig ist die Haltevorrichtung 10 mittels einer Rolle 14 abgestützt. Der eigentliche Matrizenhalter 15 nimmt außer der Matrize 8 zusätzlich ein der Matrize vorgeschaltetes Einlaufrohr 16 auf, das stirnseitig mittels einer Gewindemuffe 18 dichtend an die Matrize 8 angepreßt ist. Am einlaufseitigen Ende ist das Einlaufrohr ίο mit einem Anschlußnippel 19 für die Zuführung eines geeigneten Gleitmittels unter Druck versehen.

Die Ziehtrommel 9 ist von dem ablaufenden Rohrstrang 4 einmal umschlungen.

In Fig. 4 ist schematisch veranschaulicht, daß im

über entsprechende Zuführungsleitungen fortlaufend von ₁₅ Bereich der in Durchlaufrichtung des Rohres 4 .in

der Einlaufseite her im Bereich vor der Schweißvorrich- Abständen aufeinanderfolgenden Matrizen 8, Sa und 8b

tung durch das dort noch offene Schlitzrohr hindurch fliegende Stopfen 20, 20a und 20/; angeordnet sein kön-

zugeführt werden kann, ohne daß der kontinuierliche _{nerii um in} Verbindung mit den Matrizen außer der

Arbeitsablauf dadurch in irgendeiner Weise beeinträch- Durchmesserreduzierung zusätzlich eine Wandabnahme

tigt würde.

Auf diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung richtet sich der Unteranspruch 2.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Mehrfachziehvorrichtung mit vorgeschalte- ₂5 richtung des Rohres ersten Stopfen 20 und dem in tem Rohrformwalzwerk und Schweißvorrichtung, sehe- Durchlaufrichtung letzten Stopfen 20/; werden demmatisch in Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht, des Rohres zu bewirken. Um dem Rohr 4 auch innenseitig ein unter Druck stehendes Gleitmittel zuführen zu können, ragt in das Rohr ein vor dem in Durchlaufrichtung ersten Stopfen 20 mündendes Zuführungsrohr 21 hinein. Die Rohrabschnitte zwischen dem in Durchlauf

Fig. 3 eine aus Rohrziehtrommel und Ziehmatrize

gegenüber durch die Zuführungsleitung 22 mit dem unter Druck stehenden Gleitmittel gefüllt, zu welchem Zweck die Stopfen 20 und 20a einen Hohlkanal 23 bzw. bestehende Baueinheit in größerem Maßstab, in der Sei- 30 23a aufweisen. Die Zuführungsleitungen 21 und 22 sind tenansicht, teilweise geschnitten, _im Bereich vor der Schweißvorrichtung durch das dort

Fig. 4 im Längsschnitt die Zufgolge bei drei hintereinandergeschalteten Ziehmatrizen mit jeder Ziehmatrize innerhalb des Rohrstrangs zugeordnetem fliegendem Stopfen und

Fig. 5 die Anwendung der Zugmeßvorrichtung für die Regelung des Gegenzuges.
In den Fig. 1 und 2 sind mit 1 das zu einer Spule aufnoch offene Schlitzrohr hindurch in den Rohrstrang eingeführt.

In Fig. 5 sind zwei aufeinanderfolgende Rohrziehtrommeln 5 und 5a veranschaulicht, wobei die Zugspannung innerhalb des Rohrabschnitts 4a zwischen der Ablaufseite der Ziehtrommel 5 und der der Ziehtrommel 5« vorgeschalteten Matrize 8 mittels einer Tänzerrolle 24

gewickelte Stahlband, mit 2 das Rohrform walzwerk, mit gemessen wird, die den jeweiligen Meßwert einer in der 3 die Schweißvorrichtung für das Schlitzrohr, das längs- 40 Zeichnung nicht veranschaulichten Steuereinrichtung nahtgeschweißte Rohr mit 4 und die aufeinanderfolgen- weitergibt, die über die Einzelantriebe der Ziehtrommeln den Baueinheiten aus je einer Ziehmatrize und einer die- den konstant einstellbaren Gegenzug regelt, ser nachgeordneten Ziehtrommel mit 5 5a, 5b und 5c Auf diese Weise wird die jeweilige Zugkraft der Ziehbezeichnet. 6 bezeichnet eine übliche Kalibriereinrich- trommeln automatisch so eingestellt, daß sie der Summe tung und 7 bzw. 7a Wickelhäspel zum Aufspulen des fer- 45 aus der Gegenzugkraft und der für die Verformungsar-

tig reduzierten Rohres.

Aus Fig. 1 und 2 ist ferner ersichtlich, daß die Rohrziehtrommeln 5 bis 5c einzeln durch regelbare Elektromotoren angetrieben sind und daß die Durchlaufrichtung des Rohrstrangs 4 aufeinanderfolgenden Ziehtrommeln '>o paarweise unterschiedlich versetzt sind, derart, daß die aufeinanderfolgenden Ziehtrommeln jedes Paares zueinander um 180° und die aufeinanderfolgenden Trommelpaare um jeweils nur 90° zueinander versetzt sind. Auf diese Weise werden einseitige Matrialanhäufüngen sowie der periphere Überzug in bestimmten Faserbereichen des Rohrstrangs vermieden.

In Fig. 3 ist eine aus je einer Ziehmatrize 8 und einer Ziehtrommel 9 bestehende Baueinheit 5 schematisch in beit innerhalb der Matrizen aufzuwendenden Kraft das Gleichgewicht hält. Maßgebend für diese Größen ist der vorgegebene einstellbare Gegenzug, der unter Vermittlung der Tänzerrolle 24 über die Zugspannung in dim jeweiligen Rohrabschnitt gesteuert wird. Durch Vorgabe dieser Gegenzugkraft, die der Zugkraft der Ziehtrommel entgegengerichtet ist, wird bedingt durch die an der Matrize aufzuwendende Verformungsarbeit die jeweils notwendige Zugkraft ständig neu und selbsttätig eingeregelt.

Ein mögliches Beispiel:

Unter Verwendung von vier Matrizen mit zugeordneten Ziehtrommeln und im Bereich der Matrizen innerhalb des Rohres angeordneter fliegender Stopfen ist eine Gesamt-Querschnittsabnahme von 82,3% möglich. Aus

vergrößertem Maßstab veranschaulicht. Die die Durch- 60 gehend von einer Luppe mit 15 mm Außendurchmesser messerreduzierung des Rohres 4 bewirkende Ziehmatrize _und einer Wandstärke von 1,15 mm ist es auf diese 8 ist fest aber auswechselbar in einer Haltevorrichtung 10
gelagert, die ihrerseits allseitig gelenkig und schwenkbar
so verlagert ist, daß sich die Matrize selbsttätig der jeweiligen Achsrichtung des durchlaufenden Rohrstrangs 65
anpassen kann. Zu diesem Zweck ist die Haltevorrichtung 10 auf der Einlaufseite in der Vertikalebene
schwenkbar mittels des Gelenkzapfens 11 gelagert, der

Weise möglich, ein fertig reduziertes Rohr mit 4,0 mm Außendurchmesser und 1,0 mm Wandstärke herzustellen.

Die Ziehfolge und die sich daraus ergebenden Rohrabmessungen sowie Querschnittsabnahmen ergeben sich aus nachstehender Aufstellung:

	dem	1.	Zug	Rohr-	Querschnitts
	dem	2.	Zug	Abmessung	abnahme
	dem	3.	Zug	in mm	in %
Nach	dem	4.	Zug	11,7x1,10	26,8
Nach			8,9x1,05	29,4
Nach			6,3x1,02	34,7
Nach			4,0x1,0	44,2
			Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

10

15

20

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reduzieren von längsnahtgeschweißten Rohrsträngen durch Kaltziehen im Geradeauszug mittels mehrerer in Abständen hintereinander geschalteter, durch ein Gleitmittel geschmierter Ziehmatrizen, gegebenenfalls innerhalb des Rohrstrangs im Bereich jeder Matrize angeordneter, gleichfalls durch ein Gleitmittel geschmierter tliegender Stopfen und den Ziehmatrizen jeweils nachgeordneter, einzeln elektromotorisch angetriebener Rohrziehvorrichtungen, deren regelbare Motoren mit jeweils stufenweise höherer Geschwindigkeit angetrieben sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Regelung der Motoren ist derart eingestellt, daß zwischen jeder Ziehmatrize (z. B. 8, 8a, 8b) und der Rohrziehvorrichtung (z. B. 5, 5a, 5b, 5c) der jeweils vorgeschalteten Ziehmatrize eine konstant einstellbare, den Verformungswiderstand des geschweißten Rohrstrangs (4) innerhalb der Ziehmatrizen herabsetzende Zugspannung als Gegenzug aufrechterhalten bleibt;

b) zur Einstellung des vorgegebenen Gegenzugs ist der in Durchlaufrichtung des Rohrstrangs (4) ersten Ziehmatrize (8) ein an sich bekanntes kombiniertes Rohrformwalzwerk (2) mit Schweißvorrichtung (3) für die Formung des Schlitzrohres aus einem fortlaufend abgespulten Stahlband und das kontinuierliche Längsnahtschweißen des Schlitzrohres unmittelbar vorgeschaltet;

c) die den Ziehmatrizen (z. B. 8, 8a, 86) nachgeordneten Ziehvorrichtungen (z. B. 5, 5a, 5b, 5c) bestehen aus jeweils mindestens' einmal vom Rohrstrang (4) umschlungenen Ziehtrommeln (9);

d) sowohl den Ziehmatrizen (z. B. 8, 80, 8b) als gegebenenfalls auch den fliegend im Rohrstrang (4) angeordneten Stopfen (z. B. 20, 20a, 20b) sind Mittel für die Zuleitung des Gleitmittels unter Druck zugeordnet.

45

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit innerhalb des geschweißten Rohrstrangs fliegend angeordneten, jeder Ziehmatrize zugeordneten Stopfen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stopfen (z. B. 20, 20a, 20/;) zugeordneten Mittel für die Zuleitung des Gleitmittels unter Druck einerseits aus einer von der Einlaufseite her in den noch nicht verschweißten Rohrstrang (4) eingeführten und vor dem in Durchlaufrichtung ersten Stopfen (20) mündenden Zuführungsleitung (21) und andererseits aus einer gleichfalls von der Einlaufseite her über den noch nicht verschweißten Rohrstrang (4) zugeführten zweiten Zuführungsleitung (22) bestehen, die unmittelbar an eine durchgehende Axialbohrung (23) des in Durchlaufrichtung ersten Stopfens (20) angeschlossen ist, wobei mit Ausnähme des in Durchlaufrichtung letzten Stopfens (20b) auch alle übrigen Stopfen (z. B. 20a) mit einer durchgehenden Axialbohrung (23a) versehen sind.