DE3903063A1 - Verfahren zum ziehen von nahtlosen metallrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Rohren nach dem Hauptpatent 37 39 730 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In dem Hauptpatent 37 39 730 ist ein Verfahren zum Ziehen von Rohren beschrieben, bei dem mehrere Rohrlängen vor dem Ziehprozeß miteinander verbunden werden. Da die Verbindungsstelle von Metallrohren, die durch Schweißen, Löten etc. hergestellt wird, bekanntlich nicht die aus der Durchmesserreduzierung und der Wanddickenreduzierung resultierenden Kräfte übertragen kann, wird der Dorn aus dem Wirkungsbereich der Matrize entfernt, bevor die Verbindungsstelle durch die Matrize geführt wird. Über eine bestimmte Länge wird demzufolge das Rohr hohlgezogen, d.h. ohne Wanddickenreduzierung.

Wenn die Ziehkraft an dem Rohr hinter der Verbindungsstelle angreifen kann, gelangt der Dorn wieder in den Einwirkungsbereich der Matrize, so daß das Rohr sowohl im Außendurchmesser als auch in der Wanddicke reduziert wird.

Bei den sogenannten Klemmbackenabzügen bereitet diese Vorgehensweise keine besonderen Schwierigkeiten, da der Angriffspunkt der einen Klemmbacke unmittelbar hinter der Matrize gelegen sein kann. Die Länge des hohlgezogenen Rohres kann damit sehr kurz gehalten werden. Nachteilig bei derartigen Anlagen ist jedoch, daß die Fertigungsgeschwindigkeit auf ca. 150 m/min begrenzt ist.

Höhere Fertigungsgeschwindigkeiten lassen sich mit sogenannten Trommelziehmaschinen erreichen, wie sie z.B. unter dem Fachbegriff Bullblock und Spinnerblock bekanntgeworden sind.

Beim Bullblock faßt eine Ziehzange, die an der Umfangsfläche der Ziehtrommel befestigt ist, den Rohranfang und spult das Rohr auf die Ziehtrommel auf.Die Ziehmatrize wird bei jeder neuen Windung um den Durchmesser des aufgespulten Rohres parallel zur Drehachse der Ziehtrommel verschoben. Nach dem Durchtritt des Rohrendes durch die Matrize wird der Rohranfang von der Ziehzange gelöst und das zum Ringbund gewickelte Rohr fällt in einen unterhalb der Ziehtrommel befindlichen Korb. Die Länge des gezogenen Rohres ist begrenzt durch den Durchmesser und die axiale Länge der Ziehtrommel. Aus diesem Grunde werden Bullblocks nur für die ersten Züge eingesetzt.

Beim Spinnerblock wird der Rohranfang ebenfalls von einer an der Umfangsfläche der Ziehtrommel befindlichen Ziehzange gefaßt und das Rohr bei Drehung der Ziehtrommel von unten nach oben auf die Ziehtrommel aufgespult. Im Gegensatz zum Bullblock wird der Rohranfang jedoch von der Ziehzange getrennt, wenn eine genügend hohe Anzahl von Rohrwindungen auf der Ziehtrommel befindlich sind, die aufgrund von Reibungskräften die Ziehkraft aufbringen können. Andrückrollen erhöhen üblicherweise die Reibungskräfte. Nach dem Lösen des Rohranfangs von der Ziehzange wird das Rohr Windung für Windung in einen unterhalb der Ziehtrommel gelagerten Korb gefördert. Am oberen Rand weist die Ziehtrommel einen Schollrand auf, so daß die auf der Ziehtrommel befindlichen Windungen durch die neu auf die Ziehtrommel aufgewickelten Windungen auf der Ziehtrommel nach unten verschoben werden. Beim Spinnerblock ist die Ziehmatrize üblicherweise fest installiert.

Eine dritte Möglichkeit, die Ziehkraft mit einer Ziehtrommel aufzubringen, ist die sog. V-Scheibe. Hierunter versteht man eine angetriebene Scheibe, welche an ihrer Umfangsfläche eine endlose im Querschnitt V- förmige Nut aufweist, in welche - üblicherweise mittels Andrückrollen - das Rohr eingedrückt wird.

Die Trommelziehverfahren haben gegenüber dem sog. Schlittenziehverfahren mit Klemmbacken den Vorteil, daß die Fertigungsgeschwindigkeiten wesentlich höher sind und bis zu 1000 m/min betragen können. Nachteilig ist jedoch, daß beim Bullblock und beim Spinnerblock mehrere Windungen erforderlich sind, damit die erforderliche Ziehkraft aufgebracht werden kann. Bei der V-Scheibe ist erfahrungsgemäß zumindest eine Umschlingung von 90° für die Aufbringung der Ziehkraft erforderlich.

Daraus resultiert, daß bei Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent, beim Bullblock und beim Spinnerblock die hohlgezogene Rohrlänge mindestens dem Umfang der Ziehtrommel und bei der V-Scheibe mindestens einen Viertel des Umfangs entspricht. Hinzu kommt noch der jeweilige Abstand zwischen der Matrize und dem Auflaufpunkt des Rohres auf die Trommel.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß bei Verwendung einer Ziehtrommel bzw. einer Ziehscheibe die Länge des hohlgezogenen Rohres im Bereich der Verbindungsstelle wesentlich verkürzt wird.

Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichen des Anspruchs 1 Erfaßte gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist durch Anspruch 2 angegeben.

Die Ansprüche 3 bis 7 geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens an.

Durch die Maßnahmen nach der Erfindung ist das Verfahren nach dem Hauptpatent auch für die sogenannten Trommelziehverfahren geeignet, ohne daß die Länge des hohlgezogenen Rohres erhöht werden muß. Die zusätzliche Ziehkraft zieht das Rohr nur so lange, bis sichergestellt ist, daß die Ziehkraft ohne nennenswerte Belastung der Verbindungsstelle von der Ziehtrommel bzw. der Ziehscheibe aufgebracht werden kann. Während des Angriffs der zusätzlichen Ziehkraft wird die Ziehtrommel bzw. die Ziehscheibe nur so weit angetrieben, daß das Rohr unter leichtem Zug auf die Ziehtrommel bzw. Ziehscheibe aufgewickelt wird. Nachdem die Verbindungsstelle auf die Ziehtrommel gelangt ist und zumindest eine Rohrwindung aufgewickelt ist bzw. bei der V-Scheibe die Verbindungsstelle zumindest 90° hinter dem Auflaufpunkt gelegen ist, wird die zusätzliche Ziehkraft abgestellt und der Antrieb der Ziehtrommel bzw. Ziehscheibe auf volle Leistung gesteigert.

Die zusätzliche Ziehkraft kann durch einen Rollenabzug, der aus mehreren hintereinander angeordneten antreibbaren Rollen besteht, die um 180° versetzt an dem Rohr angreifen, aus einem Bandabzug aus zwei um 180° versetzt an dem Rohr angreifenden endlosen antreibbaren Bändern oder aus einer Schlittenziehmaschine bestehen. Nach Steigerung der Ziehtrommel auf höchste Geschwindigkeit wird der Antrieb des Rollenabzuges, des Bandabzuges bzw. der Schlittenziehmaschine abgestellt, so daß dann die Rollen oder die Bänder frei mitlaufen oder aber die Rollen, die Bänder der die Backen der Schlittenziehmaschine werden außer Eingriff mit dem Rohr z.B. durch Auseinanderfahren gebracht.

Die Erfindung ist an Hand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Ein als Ringbund 1 vorliegendes aus mehreren Einzellängen durch Schweißen verbundenes Metallrohr 2 vorzugsweise ein nahtloses Kupferrohr wird zunächst in einen Richtrollensatz 3 und danach durch eine Ziehmatrize 4 hindurchgeführt, in welcher es unter Zuhilfenahme eines nicht dargestellten fliegenden Dornes sowohl im Außendurchmesser als auch in der Wanddicke reduziert wird. Die für die Reduzierung des Außendurchmessers und der Wanddicke erforderliche Ziehkraft wird durch eine angetriebene Ziehtrommel oder Ziehscheibe 5 aufgebracht.

Gelangt wie im Hauptpatent beschrieben eine Verbindungsstelle in den Bereich der Matrize, wird wie dort beschrieben durch Verschiebung der Matrize oder durch Verlagerung des Dornes dieser aus dem Wirkungsbereich der Matrize entfernt und das Rohr hohlgezogen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der Hohlzug so lange durchgeführt, bis die Verbindungsstelle an der mit 6 bezeichneten Stelle angelangt ist. Zu diesem Zeitpunkt greift ein zusätzlicher Abzug 7, der wie in der Figur dargestellt ein Bandabzug oder ein Rollenabzug oder eine Schlittenziehmaschine mit kurzer Hublänge sein kann, an dem Rohr 2 zwischen der Matrize und der Verbindungsstelle 6 an. Der Dorn kann dann wie im Hauptpatent beschrieben, wieder in den Wirkungsbereich der Matrize 4 gebracht werden.

Eine andere Lösung, die zusätzliche Ziehkraft aufzubringen, ist in der DE-OS 37 18 353, Fig. 1 dargestellt. Hier drückt eine Vorrichtung das Rohr am Auflaufpunkt des Rohres auf die Scheibe in die V-förmige Nut, so daß die Länge des hohlgezogenen Rohres auf den Abstand zwischen Matrize und Auflaufpunkt verkürzt ist, bzw. nur geringfügig länger ist, wenn die Verbindungsstelle sich schon in der Nut befindet. Der Abstand der in der Nut befindlichen Verbindungsstelle vom Auflaufpunkt ist abhängig von der Zugbelastbarkeit der Verbindungsstelle.

Wenn die Verbindungsstelle 6 an eine Stelle auf der Ziehtrommel oder der Ziehscheibe 5 angelangt ist, daß sichergestellt ist, daß die hinter der Verbindungsstelle 6 befindliche Rohrlänge im Zusammenwirken mit der Ziehtrommel bzw. der Ziehscheibe 5 die Zugkraft aufbringen kann bzw. so weit aufgewickelt ist, daß die auf die Verbindungsstelle 6 einwirkende Zugkraft geringer ist als die Zugkraft, die von der Verbindungsstelle 6 übertragen werden kann, wird der Antrieb des Rollensatzes, des Bandabzuges 7 etc. abgeschaltet und die Rollen bzw. Bänder werden außer Eingriff mit dem Rohr 2 gebracht. Es kann aus maschinenbautechnischen Gründen jedoch auch ratsam sein, lediglich den Antrieb für den Rollensatz bzw. den Bandabzug auszukoppeln und diesen frei mitlaufen zu lassen.

Wie in der Figur verdeutlicht, ist die Länge des hohlgezogenen Rohres bei der Erfindung lediglich bestimmt durch den Abstand zwischen der Matrize 4 und der Stelle 6, also im wesentlichen durch die Länge der Abzugsvorrichtung 7.

Diese Länge kann noch verkürzt werden, wenn der Richtrollensatz 3 während der Einwirkung der zusätzlichen Ziehkraft mittels der Abzugsvorrichtung 7 ebenfalls angetrieben ist und somit ein Teil der für die Verformung erforderlichen Ziehkraft von dem Richtrollensatz 3 oder einer anderen Schubvorrichtung z.B. Bandabzug aufgebracht wird. Nachdem die volle Zugkraft von der Ziehtrommel oder Ziehscheibe 5 aufgebracht wird, kann der Antrieb abgeschaltet werden. Diese Vorgehensweise ist jedoch nur bei relativ harten Rohren möglich.

Claims (7)

1. Verfahren zum Ziehen von nahtlosen Metallrohren, insbesondere von Kupferrohren, mit einem innerhalb des Metallrohres angeordneten fliegenden Dorn und einer den Außendurchmesser des Rohres reduzierenden Matrize, bei welchem die Wanddicke durch Zusammenwirken von Dorn und Matrize verringert wird und eine Ziehkraft an dem gezogenen Rohr hinter der Matrize angreift, wobei zwei oder mehr Rohrlängen vor dem Ziehen fest miteinander verbunden werden, der Dorn während des Durchlaufes der Verbindungsstelle zwischen zwei Rohrlängen durch die Matrize aus dem Wirkungsbereich der Matrize gebracht wird, wobei das Metallrohr über eine bestimmte Länge ohne Wanddickenreduzierung gezogen wird, nach dem Durchlaufen der Verbindungsstelle durch die Matrize der Dorn in den Bereich der Matrize gelangt und dann die Ziehkraft an dem gezogenen Rohr hinter der Verbindungsstelle angreift nach Patent 37 39 730, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufbringung der Ziehkraft durch eine angetriebene Ziehtrommel nach dem Durchtritt der Verbindungsstelle durch die Matrize eine zusätzliche Ziehkraft an dem Rohr hinter der Verbindungsstelle so lange angreift, bis die Verbindungsstelle so weit auf die Ziehtrommel aufgewickelt ist, daß die hinter der Verbindungsstelle befindliche Rohrlänge in Zusammenwirkung mit der Ziehtrommel die Ziehkraft ohne wesentliche Zugbelastung der Verbindungsstelle aufbringen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Ziehkraft in Richtung der kürzesten Entfernung zwischen der Matrize und dem Auflaufpunkt des Rohres auf die Ziehtrommel wirkt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einer Ziehmatrize, Mitteln zum Entfernen des Dornes aus dem Wirkbereich der Matrize sowie einer die Ziehkraft aufbringenden Ziehtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ziehmatrize und der Ziehtrommel ein angetriebener Rollensatz, ein Bandabzug oder ein längsverfahrbarer Klemmbackenabzug angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen des Rollensatzes, die Bänder des Bandabzuges bzw. die Backen des Klemmbackenabzuges quer zur Längsrichtung des Rohres verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Rollensatzes bzw. des Bandabzuges dergestalt abschaltbar ist, daß die Rollen des Rollenabzuges bzw. die Bänder des Bandabzuges freilaufend von dem Rohr mitnehmbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Ziehtrommel regelbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehtrommel ein sog. Bullblock, ein sog. Spinnerblock oder eine Ziehscheibe mit einer endlosen V-förmigen Nut ist.