DE3132815C2 - Einrichtung zum Geraderichten von Stahlrohren und dergleichen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Einrichtung zum Geraderichten der Biegung in Stahlrohren, Rundmaterial o.dgl. (im folgenden vereinfacht kurz Stahlrohr) genannt. Die Einrichtung umfaßt eine erste Richtvorrichtung, die eine Kombination von konkaven Rollen aufweist und eine zweite Richtvorrichtung, die eine Kombination einer konkaven und einer konvexen Rolle aufweist und die mindestens an der Eintrittsseite oder der Austrittsseite der ersten Richtvorrichtung angeordnet ist und wobei die Kopfrollen oder die Bodenrollen der ersten und zweiten Richtvorrichtung vertikal bewegbar sind, wobei, wenn die eine oder die andere der ersten und zweiten Richtvorrichtung auf ein Stahlrohr drückt, die Druckanwendung der anderen Richtvorrichtung gelöst wird, so daß die Biegung, die sich praktisch über die ganze Länge des Stahlrohres erstreckt, geradegerichtet wird und die Biegung an den Endteilen des Stahlrohres durch eine zweite Richtvorrichtung geradegerichtet wird, wodurch das Stahlrohr in einer kurzen Zeitspanne mit einem hohen Grad an Genauigkeit geradegerichtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Geraderichten von Stahlrohren und dergleichen, mit einer ersten Richtvorrichtung, die einen Satz von übereinander angeordneten oberen und unteren konkaven Schrägrollen aufweist, und mit einer zweiten Richtvorrichtung, die ein aus eicer oberen und unteren Schrägrolle bestehendes Rollenpaar aufweht und an der Eingangsseite und bzw. oder an der Ausgangss. ite der ersten Richtvorrichtung angeordnet ist, wobei die eine Schrägrolle des Rollenpaars konkav ist und wobei sämtliche Schrägrollen — unter Druckwirkung auf das Stahlrohr — vertikal relativ zueinander verstellbar sind.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art (DE-OS 17 52511) sind beide Rollen des Rollenpaares konkav ausgebildet. Sie haben den Nachteil, daß sie nicht in der Lage sind, gebogene Endteile von Stahlrohren geradezurichten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs bezeichnete Einrichtung zum Geraderichten von Stahlrohren zu schaffen, bei der auch die Endabschnitte bei hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit noch geradegerichtet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die andere Schrägrolle des Rollenpaars konvex ist und daß die Druckwirkung der Schrägrollen der zweiten Richtvorrichtung bzw. der ersten Richtvorrichtung aufgehoben ist, sobald das Stahlrohr die erste Richtvorrichtung erreicht bzw. verlassen hat.

Weitere Erläuterungen der Erfindung können den in der Zeichnung dargestellten und im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen entnommen werden.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Einrichtung zum Geraderichten;

F i g. 2 eine Anzahl von Diagrammen zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fi g. I dargestellten Einrichtung;

F i g. 3 eine Vorderansicht der Einrichtung;

F i g. 4 eine Seitenansicht der F i g. 3;

F i g. 5 einen Schnitt durch eine beispielsweise dargestellte Rollcnhebevorrichtung;

F i g. b die Darstellung eines Stahlrohres vor seiner

Ausrichtung.

In F i g. 1 ist eine erste Ausrichtvorrichtung I einer bekannten Ausführungsform dargestellt, die eine Kombination von konkaven Rollen 1 bis 6 aufweist Weiterhin ist eine zweite Ausrichtvorrichtung II gezeigt die aus einer Kombination einer konkaven Rolle 7 und einer konvexen Rolle 8 besteht Schließlich ist noch eine dritte Ausrichtvorrichtung HI desselben Auibaus wie die zweite Ausrichtvorrichtung II gezeigt Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die erste Ausrichtvorrichtung I aus Kopf- und Bodenrollen verschiedener Größe bestehen kann und auch die Anzahl der Rollen nicht auf sechs begrenzt ist.

Es ist klar, daß in der Einrichtung zum Geraderichten bzw. der Richteinrichtung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist die Kopfrollen 1,3,5,7 und 9 der Richtvorrichtungen I, II und III in den jeweiligen Richtverrichtungen in vertikaler Richtung getrennt unabhängig voneinander mittels hydraulischer oder elektromechanischer Einrichtungen oder dergleichen bewegbar sind. Es können aber auch, abhängig von der Konstruktion der Richteinrichtung die Bodenroller. 2,4,6,8 und 10 in vertikaler Richtung bewegbar sein. Alternativ können alle der Kopf- und Bodenrollen 1 bis 6, 7, 8, 9 und 10 vertikal bewegbar sein. Obgleich nicht dargestellt, sind die RichtvorrichtiK>gen II und III mit Führungsschuhen versehen.

Mit der vorbeschriebenen Konstruktion wird im folgenden der Betrieb der Einrichtung unter Bezugnahme auf die in F i g. 2 dargestellten Diagramme beschrieben, die die Stellung der Kopfrollen in den Ausrichtvorrichtungen I bis III darstellen. Wenn ein Stahlrohr P in die Ausrichtvorrichtung II von der rechten Seite in der Figur hereingeführt wird, werden die Richtvorrichtungen II und I in Drehung versetzt, während ein bestimmter Rollenabstand über einer durchgehenden Linie O-O vorgesehen ist, um eine geeignete Druckkraft zu erzeugen. Die Kopfrolle 9 der Ausrichtvorrichtung III ist in ihrer angehobenen Stellung, wie dies in (A) der F i g. 2 dargestellt ist Die Richtwirkung wird durch die Richtvorrichtung II auf den vorderen Endteil des Stahlrohres P ausgeübt, während das Stahlrohr P in Pfeilrichtung mit einer relativ geringen Geschwindigkeit zugeführt wird. Wenn der vordere Endteil des Stahlrohres Pin die Richtvorrichtung I eingeführt wird, wird die Kopfrolle 7 der Richtvorrichtung II angehoben, wie dies in (B) der F i g. 2 dargestellt ist und die Druckanwendung wird gelöst. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kopfrolle 9 der Richtvorrichtung III in ihrer angehobenen Stellung gehalten. Das Stahlrohr P, das in die Richtvorrichtung I eingeführt worden ist, wird durch deren Rotation mit einer hohen Geschwindigkeit in die Richtung des Pfeiles bewegt, und die Ausrichtwirkung wird praktisch über die ganze Länge des Stahlrohres /"ausgeübt. Wenn das hintere Ende des Stahlrohres P die Richtvorrichtung I verläßt, wie dies in (C) der F i g. 2 dargestellt ist, werden die Kopfrollen 1,3 und 5 der Richtvorrichtung I angehoben und die Druckanwendung wird gelöst. Gleichzeitig wird die Kopfrolle 9 der Richtvorrichtung I abgesenkt und daher wird die Richtwirkung auf den hinteren Endteil des Stahlrohres P ausgeübt, während es mit einer relativen Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird. Auf diese Weise wird das Stahlrohr P über seine gesamte Länge mit einem hohen Grad von Genauigkeit geradegerichtet.

Obwohl im Vorstehenden die Reihenfolge, in der die Rollen angehoben und abgesenkt werden können, beschrieben worden ist, um das Arbeitsprinzip zu be-

schreiben, ist diese Reihenfolge nicht bindend. Beispielsweise ist es möglich, die Einrichtung so aufzubauen, daß die Kopfrollen 1,3 und 5 der ersten Ausrichtvorrichtung I stets in derselben abgesenkten Stellung gehalten werden, wie dies in (D) der F i g. 2 dargestellt ist und nur die Kopfrollen 7 und 9 der zweiten und dritten Ausrichtvorrichtung Π und IiI vertikal bewegt werden. Alternativ ist es möglich, die Anordnung so zu gestalten, daß, wenn der hintere Endteil des Stahlrohres P durch die Richtvorrichtung III ausgerichtet ist, wie dies in (Qder F i g. 2 dargestellt ist, die Kopfrollen 1, 3, 5 und 7 der anderen Richtvorrichtungen I und II so angeordnet werden, daß ein geeigneter Druck auf das Stahlrohr Pausgeübt wird. In F i g. 3 ist eine Vorderansicht und in F i g. 4 ist eine Seitenansicht der Einrichtung dargestellt. In diesen Figuren ist eine Grundplatte 11 gezeigt, auf der ein Rahmen 12 in Form eines umgekehrten L vertikal befestigt ist Zwischen dem vorderen Teil des Rahmens 12 und der Grundplatte 11 sind Stützen 13 und 14 angeordnet

Die Bezugszeichen I, II und III bezeichnen eine erste, zweite und dritte Richtvorrichtung. Ir der ersten Richtvorrichtung I sind kleine konkave Rollen I und 2 angeordnet, die einander unter einem bestimmten Winkel gegenüberstehen (die Rollen sind in der Figur planar dargestellt). Die Rolle 1 ist am Rahmen 12 mittels eines Tragarmes 15 und eines Hebemechanismus 16 befestigt Die Rolle 2 ist auf der Grundplatte 11 mittels eines Tragarms 17 über einen Stützblock 18 befestigt Die anderen Rollenpaare 3,4 und 5,6 sind in entsprechender Weise mittels Tragarme 19,21,23, 25 über Stützblöcke 22, 26 bzw. Hebemechanismen 20, 24 am Rahmen 12 und an der Grün· !platte 11 befestigt In der zweiten Richtvorrichtung il ist eine größere konkave Rolle 7 mittels eines Tragarmes 27 und eines Hebemechanismus 28 am Rahmer 12 befestigt; eine große konvexe Rolle 8 ist mitte!; eines Tragarmes 29 auf der Grundplatte 11 befestigt. In ähnlicher Weise sind eine konkave Rolle 9 und eine konvexe Rolle 10 der dritten Richtvorrichtung III mit Hilfe von Tragarmen 30 und 32 sowie eines Hebemechawismus 31 auf dem Rahmen 12 und der Grundplatte 11 befestigt. Bei der beschriebenen Einrichtung ist in der ersten Richtvorrichtung I der große Durchmesser 380 mm und die Länge der Rollen 1 bis 6 480 mm. Der große Durchmesser der Rollen 7 bis 10 der zweiten und dritten Richtvorrichtung II und III ist 800 mm und die Länge 1000 mm.

F i g. 5 zeigt eine beispielsweise Konstruktion der Rollenhebevorrichtung bzw. des Hebemechanismus 16 der Rolle 1 in der ersten Richtvorrichtung I. Die Rolle 1 ist auf dem Tragarm 13 mittels Lagern 33 und 34 gehaltert und der Tragarm 15 ist fest auf einem Tragzylinder 35 befestigt, der vertikal verschiebbar in einem Außenzylinder 36 angeordnet ist, der auf dem Rahmen 12 befestigt ist. Weiterhin ist ein fester Block 37 gezeigt, der hermetisch auf dem Zylinder 35 befestigt ist Eine ölhydraulische Leitung 38 ist mit ihrem einen Ende fest mit dem feststehenden Block 37 und mit ihrem anderen Ende mit einer (nicht dargestellten) hydraulischen Einheit verbunden. Eine drehbare Schraubwelle 39 hat ein Außengewinde 40, das im wesentlichen auf dem mittleren Teil aufgebracht ist. Nuten 41 sind in den oberen Teil der Schraubwelle 39 eingeformt und ein Kolben 42, der in dem Zylinder 35 angeordnet ist, ist mit dem unteren Ende der Schraubwelle 39 über ein Lager 43 verbunden. Eine ölhydraulische Kammer 45 ist zwischen dem feststehenden Block 37 und dem Kolben 42 gebildet und steht in Verbindung I*.',1 der ölhydraulischen Leitung 38. Ein Schneckenrad 46 ist an der Schraubwelle 39 über die Nuten 41 befestigt und steht in Eingriff mit einer Schnecke 47, die von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben wird.

Die Wirkungsweise des Hebemechanismus, dessen Aufbau vorstehend beschrieben worden ist, ist wie folgt, wenn beispielsweise die Rolle 1 in der abgesenkten DrucksteHung gehalten werden soll, wie sie in (A) der Fig.2 dargeteilt ist, um ein Stahlrohr P auszurichten, wird der hydraulische Druck, der aus der ölhydraulisehen Leitung 38 der ölhydraulischen Kammer 45 zugeführt wird, vergrößert, so daß die Rolle 1 mit Hilfe des feststehenden Blocks 37, des Zylinders 35 und des Armes 15 abgesenkt wird. Außerdem werden die Schnecke 47 und ein Schneckenrad 46 gedreht, so daß die Schraubwelle 39 und der mit ihr verbundene Kolben 42 abgesenkt werden. Daher werden der feststehende Block 37, der Zylinder 35, der A^rm 15 und die Rolle 1 durch den hydraulischen Druck in der ölhydraulischen Kammer 45 abgesenkt, so daß der Abstand zwischen Kopfroile 1 und Bodenrolle 2 a>;* den äußeren Durchmesser des Stahlrohres P eir.gesx?!!t wird. Die Rolle 1 wird hierdurch veranlaßt, einen geeigneten Druck auszuüben.

Um die Druckanwendung durch die Rollen ϊ und 2 zu lösen, wie dies in (C) der F i g. 2 dargestellt ist, wird der hydraulische Druck, der der ölhydraulischen Kammer 45 zugeführt wird, abgesenkt, so daß die Rolle 1 in eine freie Stellung leicht angehoben wird.

Wenn es erwünscht ist, daß die Rolle 1 erneut einen geeigneten Druck ausübt, wird der hydraulische Druck in der ölhydraulischen Kammer 45 vergrößert, so daß die Rolle 1 leicht abgesenkt wird und in dieser Stellung gehalten wird. Obwohl nicht beschrieben, sind allgemeine Maßnahmen, wie das Drehen des Trag- bzw. Stützzylinders 35 vorgesehen, um den Winkel der Rolle 1 zu verändern.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig.3 sind Antriebsmechanismen 51 und 52 für die Drehung der jeweiligen Rollen vorgesehen. Wellen 53 und 54, die durch (nicht dargestellte) Motoren angetrieben werden, sind •'.ber Universalgelenke mit einer der Rollen der Richtvorrichtungen I, II und III verbunden.

Bei der dargestellten Einrichtung sine¹, obwohl nicht beschrieben, die Hebemechanismen 20 und 24 der anderen Rollen 3 und 5 der ersten Richtvorrichtung I identisch mit dem Hebemechanismus 16 ausgebildet. Auch die Hebemechanismen 28 und 31 der Rollen 7 und 9 der zweiten und dritten Richtvorrichtung II und III sind ähnlich im Aufbau des Hebemechanismus 16 der Rolle

Der Betrieb der vorbeschriebenen Anordnung verläuft wie folgt. Im Ausgangszustand drehen sich die Rollen 7 und 8 der zweiten Richtvorrichtung II und die Rollen 1 bis 6 der ersten Richtvorrichtung I, während sie einen bestimmten Rolienabstand einhalten und ist die Rolle 9 der dritten Richtvorrichtung III in der angehobenen Stellung (siehe (A) von F i g. 2. Mit anderen Worten, die Hebemechanismen der Rollen 1, 3, 5 und 7 eier ersten und zweiten Richtvorrichtung I und II werden alle in der Weise betrieben, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist. Dabei werden Schnecken 47 und Schneckenräder 46 durch die Betätigung des Motors gedreht, so daß die Schraubwelle 39 und die Stützzylinder 35 abgesenkt werden und jede der Rollen 1, 3,5 und 7 einen geeigneten Druck erhält. Der Motor des Hebemechanismus 31 läuft in umgekehrter Richtung, so daß die Rolle 9 der dritten Richtvorrichtung 111 angehoben wird. An der Eingangsseite der zweiten Richtvorrichtung II ist ein

(nicht dargestellter) Sensor angeordnet, der den Durchgang des vorderen Endes des Stahlrohres P beispielsweise mittels L-'-ht feststellt, so daß, wenn das vordere Ende des Stahlrohres P den Sensor passiert, dieser erregt wird und ein Zeitgiied betätigt wird. Wenn das vordere Ende des Stahlrohres Pin die zweite Richtvorrichtung Il eingeführt wird, so daß die Biegung des Endteils des Rohrs ausgerichtet wird und dann der ersten Ausrichtvorrichtung I zugeführt wird, wird in Übereinstimmung mit den eingestellten Bedingungen der hydraulische Druck in der ölhydraulischen Kammer des Hebemechanismus 28 in der zweiten Richtvorrichtung Il unverzüglich gesenkt und wird die Rolle 7 angehoben. Als Ergebnis dessen wird das Stahlrohr Pdurch die erste Ausrichtvorrichtung I praktisch über die gesamte Länge bei einer hohen Geschwindigkeit ausgerichtet (siehe (B) der F i g. 2). Wenn das hintere Ende der ersten Ausrichtvorrichtung I verläßt, werden die Rollen 1, 3 und 5 in ßerdem die Führungsschuhe, die die Richtvorrichtungen Il und III aufweisen, nicht beschrieben worden sind, können diese Schuhe vorteilhafter Weise seitlich mit der vertikalen Bewegung der Kopfrollen bewegt werden. Während ferner bei der vorbeschriebenen Ausführungsform jede der Richtvorrichtungen I! und III aus einem Paar von konkaven und konvexen Rollen besteht, die an der Eingangs- und Ausgangsseite der Richtvorrichtung I angeordnet sind, kann eine der Richtvorrichtungen II und III entfallen. Obgleich schließlich eine Form des Hebemechanismus für die vertikale Bewegung der Rollen in F i g. 5 dargestellt ist, kann natürlich jeder andere Mechanismus verwendet werden, der eine ähnliche Funktion erfüllt.

Der vorstehenden Beschreibung kann entnommen werden, daß das Ausrichten von Stahlrohren zum größten Teil von einer Richteinrichtung üblicher Art mit konkaven Rollen mit einer hohen Geschwindigkeit er-

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gungen angehoben, um ihre Druckeinwirkung zu lösen; die Rolle 9 der dritten Richtvorrichtung III wird abgesenkt, um die hinteren Endteile des Stahlrohres P mit einer geeigneten Druckkraft auszurichten (siehe (Q von F i g. 2). Die Zuführungsgeschwindigkeit des Stahlrohres P ist auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit für jede der Ausrichtvorrichtungen I, II und III eingestellt, so daß, wenn die notwendigen Bedingungen in Übereinstimmung mit der Betriebszeit des Zeitgliedes als Bezugszeitpunkt eingestellt ist. das Stahlrohr P automatisch in der Weise ausgerichtet werden kann, daß die vorderen und hinteren Endteile oder die begrenzten Bereiche bei einer relativ geringen Geschwindigkeit ausgerichtet werden und daß das Ausrichten praktisch der gesamten Länge (ein mehrfaches von 10 m) bei hoher Geschwindigkeit erfolgt. Hierdurch wird das Ausrichten des Stahlrohres als Ganzes bei einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt, die angepaßt ist an die Geschwindigkeit moderner Stahlrohrerzeugungsstraßen.

Es ist festzustellen, daß verschiedene Mittel für die Vertikalbewegung der Rollen in den Richtvorrichtungen I. Il und III verwendet werden können. Beispielsweise ist es möglich. Anordnung zu treffen, daß das Zeitglied betätigt wird, sobald das Stahlrohr P in die zweite Richtvorrichtung II eingeführt wird, wobei in Abhängigkeit von einem elektronischen Computer, der die verschiedenen Bedingungen, beispielsweise die Zuführungsgeschwindigkeit der Richtvorrichtungen I. II und III enthält, die Rolle 7 der zweiten Richtvorrichtung Il nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Beginn der Einführung angehoben wird, und daß dann die Rolle 9 der dritten Richtvorrichtung III nach Ablauf einer anderen vorbestimmten Zeitspanne abgesenkt wird.

Bei bekannten Richteinrichtungen mit Sätzen von konkaven Rollen war es unmöglich, die Biegung geradezurichten, wenn die Biegung ό in den Endteilen l\ (0,5 bis i m) des Stahlrohres Pin der Größenordnung von 2 bis i 0 mm lag. wie dies in F i g. 6 dargestellt ist. Das Ergebnis der Ausrichtung, die durch die vorliegende Richteinrichtung erzielt wird, zeigt, daß die Biegung iJauf weniger als 0.5 rnm reduziert wird.

Während bei der vorbeschriebenen Einrichtung die Rollen vertikal bewegt werden, müssen die Rollen im Falle einer Richteinrichtung, bei der die Rollen auf beiden Seiten angeordnet sind, natürlich seitlich bewegt werden. Während weiterhin in jeder der Richtvorrichtungen II und MI die konkave Rolle am Kopf und die konvexe Rolle am Boden angeordnet ist, kann die Stellung der Rollen auch umgekehrt werden. Während au-Richteinrichtung jeweils eine konkave und konvexe Rolle umfaßt. Hierdurch wird das Ausrichten von Stahlrohren in einer kurzen Zeitspanne mit einem hohen Grad von Genauigkeit erreicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 3ί 32 815

   Patentanspruch:

   Einrichtung zum Geraderichten von Stahlrohren und dergleichen, mit einer ersten Richtvorrichtung, die einen Satz von übereinander angeordneten oberen und unteren konkaven Schrägrollen aufweist, und mit einer zweiten Richtvorrichtung, die ein aus einer oberen und unteren Schrägrolle bestehendes Rollenpaar aufweist und an der Eingangsseite und bzw. oder an der Ausgangsseite der ersten Richtvorrichtung angeordnet ist, wobei die eine Schrägrolle des Rollenpaars konkav ist und wobei sämtliche Schrägrollen — unter Druckwirkung auf das Stahlrohr — vertikal relativ zueinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Schrägrolle (8; 10) des Rollenpaars konvex ist und daß die Druckwirkung der Schrägrollen (1,2,3,4,5, 6; 7, 8; 3. 10) der zweiten Richtvorrichtung (H; IH) bzw. der ersten Richtvorrichtung (I) aufgehoben ist. sobald das Stahlrohr die ers.te Richtvorrichtung erreicht bzw. verlassen hat