DE2606809A1

DE2606809A1 - Verfahren und vorrichtung zum ziehen von rohren

Info

Publication number: DE2606809A1
Application number: DE19762606809
Authority: DE
Inventors: Norbert Ing Grad Stephan; Otto Uhlmann
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1977-09-01
Also published as: GB1523189A; US4092875A

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

17. Febr. 1976

Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Rohren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Rohren mittels Ziehmatrizen und innerhalb der Rohre im Bereich der Matrizen angeordneter fliegender Dorne, sowie den Matrizen nachgeschaltete angetriebene Ziehtrommeln, bei dem das Rohr durch mehrere hintereinandergeschaltete aus den Ziehmatrizen und den Ziehvrommeln bestehende Zieheinheiten hindurchgeführt wird.

Es ist bereits ein Verfahren zum Ziehen von rohrförmigem Ausgangsmaterial durch eine Ziehform bekannt, wobei das rohrförmige Ausgangsmaterial nacheinander durch mindestens zwei Ziehformen gezogen wird. Zum Aufbringen der erforderlichen Ziehkraft werden Ziehtrommeln verwendet, um die das gezogene Gut herumgeführt ist. Unmittelbar hinter der ersten Ziehtrommel ist eine nächste Zieheinheit aus einer Ziehmatrize und einer Ziehtrommel angeordnet. Das gezogene Rohr gelangt von der ersten Ziehtrommel unmittelbar in die nachfolgende Ziehmatrize und von dort auf die zweite Ziehtrommel usw.. Die Ziehgeschwindigkeit jeder Zieheinheit wird bei diesem Verfahren durch die Zugspannung des Rohres zwischen zwei Zieheinheiten geregelt, d. h. die stromaufwärts gelegenen Zieheinheiten arbeiten nur, wenn ein gewisses Maß an Zugspannung überschritten wird, d. h. jede Zieheinheit arbeitet nur, wenn die auf der Ziehtrommel befindlichen Windungen durch die stromabwärts gelegene Zieheinheit so fest auf die Oberfläche der Ziehtrommel aufgezogen werden, daß eine Kraftübertragung möglich wird. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß häufig zwischen der Rohroberfläche

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und der Oberfläche der Ziehtrommel ein Schlupf auftritt, durch den die Oberfläche des Rohres beschädigt werden kann. Durch intensives Schmieren lassen sich diese Oberflächenbeschädigungen weitgehend vermeiden, wodurch aber der Nachteil entsteht, daß das Rohr sehr stark verschmutzt ist.

Beim Herstellen nahtloser Metallrohre wird üblicherweise von einem Preßblock ausgegangen, der zu einem Rohr gepreßt wird. Dieses sogenannte Preßrohr wird in einer nachgeschalteten Pilgermaschine auf einen geringeren Querschnitt heruntergewalzt und anschließend in mehreren Ziehstufen auf das Endmaß heruntergezogen. Da das Gewicht de* Preßblockes nicht unendlich hoch gewählt werden kann, liegen sowohl beim Pilgern als auch bei den anschließenden Ziehvorgängen relativ kurze Rohrlängen vor. Die Wirtschaftlichkeit dieses bisher kostengünstigsten Rohrherstellungsverfahrens kann noch verbessert werden, wenn es gelingt, das Verhältnis von Ziehzeiten zu Nebenzeiten zu verbessern. Unter Nebenzeiten versteht man die Zeit, die bei der Vorbereitung des Rohres vor dem Ziehen verstreicht. Dazu gehören beispielsweise Einfüllen eines Ziehöls, Einführen des Domes, Anspitzen der Ziehangel, Einführen der Ziehangel in die Matrize und Fassen der Ziehangel mit der Ziehzange.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit dieses Rohrziehverfahrens zu verbessern und gleichzeitig die Nachteile des eingangs erwähnten Verfahrens zu vermeiden und ein Fertigrohr mit glatter sauberer Oberfläche herzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Rohr hinter jeder Zieheinheit in einen Speicher eingefahren wird, daß das Ende der gezogenen Rohrlänge hinter der Matrize mit dem Anfang einer zu ziehenden Rohrlänge mechanisch fest verbunden wird, daß vor der

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Matrize jeder nachfolgenden Zieheinheit die Verbindungsstellen der Rohrlängen aus dem Rohrstrang entfernt und nach dem Einführen eines Dornes die Rohrlängen wieder mechanisch fest verbunden werden. Die in den Speicher eingefahrene Rohrlänge sollte so bemessen sein, daß während der Vorbereitung für den nächsten Zug die nachfolgende Zieheinheit ständig aus dem Speicher fördern kann.

Um die notwendigen Ziehkräfte von einer Rohrlänge auf die nachfolgende Rohrlänge zu übertragen, ist es erforderlich, daß die Rohrverbindung mechanisch fest ist. Dies wird nach einem weiteren Gedanken der Erfindung dadurch erreicht, daß die eine der zu verbindenden Rohrlängen angespitzt, die Spitze in das hinter der Matrize befindliche Ende der vorhergehenden Rohrlänge eingeführt und anschließend die Verbindungsstelle durch Zusammenpressen von außen hergestellt wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß man die ineinandergefügten Rohre mittels Löten verbindet.

Zur Durchführung des Verfahrens hat sich eine Vorrichtung Λ» besonders günstig erwiesen, die aus mehreren hintereinanderangeordneten Ziehmatrizen und Ziehtrommeln besteht. Zwischen je zwei Zieheinheiten ist ein Speicher vorgesehen und zwischen jedem Speicher und der davorliegenden Ziehtrommel ein die Zugspannung regelnder Tänzer angeordnet, der das Speichervolumen des Speichers steuert. Die Speicher bestehen vorteilhafterweise aus einem von dem gespeicherten Rohr umgebenen Kern, dessen Durchmesser veränderbar ist. Der Durchmesser des Kerns wird kontinuierlich vergrößert, während in den Speicher aus der davorliegenden Zieheinheit das Rohr eingefahren wird. Der Durchmesser und damit das Speichervolumen verringert sich während des Stillstandes der davorliegenden Trommel, der erforderlich ist, um die notwendigen Verbindungearbeiten vorzunehmen. Unmittelbar hinter jeder Matrize ist eine Klemmvorrichtung angeordnet. Diese Klemmvorrichtung soll die feste

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Wicklung der Windungen auf der nachfolgenden Ziehtrommel aufrechterhalten, so daß diese bei Beginn des nächsten Ziehvorganges die notwendigen Ziehkräfte ohne Schwierigkeiten übertragen kann. Die Klemmvorrichtung besteht zweckmäßiger weise aus Je zwei im Abstand zueinander angeordneten an dem Rohr von mindestens zwei Seiten angreifenden Scheiben, zwischen denen gesondert angetriebenene das Rohr verforraende Klemmbacken vorgesehen sind. Die Klemmbacken treten in Aktion, nachdem das gespitzte Ende des einen Rohres in das bereits gezogene Rohr eingeführt ist.

Die Ziehtrommeln sind, wie an sich bekannt, von je einem gesonderten Antrieb angetrieben. Dazu eignen sich in besonders günstiger Weise Gleichstrommotoren. Da im Gegensatz zu den oben erwähnten Verfahren das Rohr zwischen den einzelnen Zieheinheiten nahezu kräftefrei ist, sind am Umfang jeder Ziehtrommel die Rohrwindungen gegen die Trommelwandung pressende feststehende Andrückrollen angeordnet.

Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis 6 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens gemäß der Lehre der Erfindung

Figur 2 bis 6 den Arbeitsablauf zur Vorbereitung des Rohres für den nächsten Zug

Zunächst wird der Rustvorgang, also das Anfahren der Einrichtung beschrieben.

Aus einem Korb 1, der auf einer Ablaufvorrichtung 2 frei drehbar angeordnet ist, wird zunächst der Anfang einer Rohrlänge entnommen, Schmiermittel und ein nicht dargestellter Dorn

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eingeführt, das Rohrende angespitzt und in eine Matrize 4 eingeführt. Die Spitze des Rohres 3 wird von der nicht dargestellten Zange einer Ziehtrommel 5 gefaßt und in mehreren Windungen um den Trommelkörper herumgeführt. Danach wird die Zange gelöst und Andrückrollen 17 drücken die Windungen gegen die Oberfläche der Ziehtrommel 5· Nach Verlassen der Ziehtrommel 5 wird das gezogene Rohr in mehreren Windungen in einen Speicher 6 eingefahren. Während die Ziehtrommel 5 weiterhin das Rohr 3 zieht, wird von dem Bedienungspersonal die Spitze der im Speicher 6 befindlichen Rohrlänge abgetrennt, wiederum Schmiermittel und ein neuer Dorn eingeführt, die Rohrlänge angespitzt und in die Matrize 4a eingeführt. Die nicht dargestellte Zange der Ziehvorrichtung 5* ergreift die Spitze und spult wiederum mehrere Windungen auf den Trommelkörper der Ziehvorrichtung 5* auf. Diese Vorgänge wiederholen sich bis der Anfang der Rohrlänge 3 über den Speicher 6a, die Matrize 4b, die Ziehvorrichtung 5b und den Speicher 6b durch die Matrize 4c auf die Trommel der Ziehvorrichtung 5 c gelangt. Von dieser Ziehvorrichtung 5c wird die Rohrlänge 3 kontinuierlich in einen Vorratskorb 8 eingefahren. Ist die erste Rohrlänge in die Anlage eingefahren, kann das kontinuierliche Ziehen beginnen.

Unmittelbar hinter den Matrizen 4 bzw. 4a, 4b, wird jedes Ende einer gezogenen Rohrlänge 3 gehalten und, wie später beschrieben wird, mit dem Anfang einer in einem weiteren Vorratsbehälter befindlichen neuen bzw. der nachfolgenden Rohrlänge mechanisch fest verbunden. Dazu ist es erforderlich, daß die Ziehtrommeln angehalten werden. Während dieser Verbindungsarbeiten entnehmen die nachfolgenden Ziehtrommeln 5a bzw. 5h oder 5c kontinuierlich das zu ziehende Rohr aus den Speichern 6 bzw. 6a oder 6c. Zu diesem Zweck sind die Speicher 6, 6a und 6b mit einem veränderbaren Wickeldurchmesseer versehen. Dazu dienen Streben oder Segmente 9, die radial nach außen befördert werden, während von der davorliegenden Ziehtrommel

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5, 5a bzw. 5b das Rohr in den Speicher eingefahren wird und die radial nach innen bewegt werden, wenn die vorherige Ziehtrommel zwecks Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Rohrlängen angehalten wird. Die Steuerung der Speicher 6, 6a, 6b geschieht über zwischen den Ziehtrommeln 5 und den Speichern 6 angeordnete Tänzer 10, 10a, 10b und 10c.

Jede Ziehtrommel 5» 5»» 5t» und 5c ist über einen gesonderten Elektromotor 11 angetrieben, ebenso die Speicher 6, 6a und 6b. Anstelle der letzten Zieheinheit 5c kann auch eine Geradeaus-Zieh-Richt- und AblänCjeinheit oder auch ein sogenannter Level-Winder bzw.ein Pancakewiekler installiert sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonders wirtschaftlicher Weise zur Herstellung dünnwandiger und/oder geringe Durchmesser aufweisender Rohre, wobei die letzten Züge gemäß der Lehre der Erfindung kontinuierlich durchgeführt werden können. Die Ziehtrommeln sollten deshalb eine möglichst geringe Masse bei größtmöglichen Durchmesser aufweisen. In den Umfang der Ziehtrommel können auch Führungsrillen zur Führung des Rohres 3 eingearbeitet sein. Die Ziehtrommeln können stehend oder hängend mit vertikaler Achse oder mit horizontaler Achse angeordnet sein. Auch ist es möglich, die Ziehtrommeln schräg zu stellen.

Wenn sich die Verbindungsstelle zweier Rohrlängen kurz vor einer der Matrize 4a, kb oder kc befindet, wird die entsprechende nachfolgende Ziehtrommel angehalten und die Verbindungsstelle mittels einer Säge 13 aus dem Rohrstrang herausgetrennt (Figur 2). Die Ziehtrommel transportiert das Rohr dann durch eine Führung lk und durch die entsprechende Matrize und wird unmittelbar dahinter mittels einer Klemmvorrichtung gehalten, so daß das Anliegen der Windungen auf der dahinter angeordneten Ziehtrommel gewährleistet bleibt. Beim Austritt des Rohres 3 aus der Matrize fällt der entsprechende Dorn l6

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heraus. In die nachfolgende Rohrlänge wird dann zunächst wieder Schmiermittel eingeführt, ein neuer Dorn eingesetzt, die Rohrlänge angespritzt und die so gebildete Ziehangel durch die Führung lA und die Matrize in das Ende der in der Klemmvorrichtung 15 gehaltenen Rohrlänge eingeführt (Figur k). Die Klemmvorrichtung 15 weist zumindest zwei Klemmbacken l8 auf, die gesondert angetrieben, das Rohrende fest auf die Ziehangel aufpressen (Figur 5)· Nach Beendigung dieses Arbeitsgänge« wird die Klemmvorrichtung 15 von dem Rohr 3 entfernt und die entsprechende Ziehtrommel wieder angetrieben.

Es versteht sich von selbst, daß die Säge 13 vor der ersten Zieheinheit entfällt.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die Durchführung mehrer Züge zur gleichen Zeit eine hohe Zeitersparnis beim Ziehen erzielt wird. Auch sind die Investitionskosten im Vergleich zu mehreren konventionellen Ziehvorrichtungen - gleiche Leistung vorausgesetzt - wesentlich geringer. Darüber hinaus kann nit wesentlich weniger Körben gearbeitet werden und es ist geringerer Platzbedarf notwendig.

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Claims

Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

17· Febr. 1976

Patentansprüche

[ 1.JVerfahren zum Ziehen von Rohren mittels Ziehmatrizen und innerhalb der Rohre im Bereich der Matrizen angeordneter fliegender Dorne, sowie den Matrizen nachgeschaltete angetriebene Ziehtrommel, bei dem das Rohr durch mehrere hintereinandergeschaltete aus den Ziehmatrizen und den Ziehtrommeln bestehende Zieheinheiten hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr hinter jeder Zieheinheit in einen Speicher eingefahren wird, daß das Ende der gezogenen Rohrlänge hinter der Matrize mit dem Anfang einer zu ziehenden Rohrlänge mechanisch fest verbunden wird, daß vor der Matrize jeder nachfolgenden Zieheinheit die Verbindungsstelle der Rohrlänge aus dem Rohrstrang entfernt und nach dem Einführen eines Dornes die Rohrlängen wieder mechanisch fest verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der zu verbindenden Rohrlängen angespitzt, die Spitze in das hinter der Matrize befindliche Ende der vorhergehenden Rohrlänge eingeführt und anschließend die Verbindungsstelle durch Zusammenpressen von außen hergestellt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Ziehmatrizen und Ziehtrommeln, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen je zwei Zieheinheiten (5» 5a, 5b,5c) ein Speicher (6, 6a, 6b) vorgesehen ist, daß zwischen

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ORIGINAL INSPECTED

jedem Speicher (6, 6a, 6b) und der davorliegenden Ziehtrommel (5, 5a, 5b) ein die Zugspannung regelnder Tänzer (lO) angeordnet ist und der Tänzer (lO) das Speichervolumen der Speicher (6, 6a, 6b) steuert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (6, 6a, 6b) aus einem von dem gespeicherten Rohr (3) umgebenen Kern besteht, dessen Durchmesser veränderbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter jeder Matrize (4, 4a, 4b, 4c) eine Klemmvorrichtung (15) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (l5) aus je zwei im Abstand zueinander angeordneten, an dem Rohr (3) von mindestens zwei Seiten angreifenden Scheiben besteht und zwischen den Scheiben gesondert angetriebene, das Rohr (3) verformende Klemmbacken (18) vorgesehen sind.
7· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehtrommeln (5, 5a, 5b, 5c) wie an sich bekannt, von je einem gesonderten Antrieb (ll) angetrieben sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Gleichstrommotor (if) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang jeder Ziehtrommel (5, 5a, 5b, 5c) die Rohrwindungen gegen die Trommelwand pressende, feststehende Andrückrollen (17) angeordnet sind.

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