DE4318925C2 - Lochdornstange mit einem darauf auswechselbar aufsteckbaren Stopfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lochdornstange mit einem darauf auswechselbar aufsteckbaren Stopfen zum Lochen von Blöcken bzw. Abstecken von Hohlblöcken gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.

Bei der Herstellung warmgewalzter Metallrohre, insbesondere aus Stahl, mittels eines Innenwerkzeuges und außen auf das Werkstück einwirkender Walzen treten sowohl beim Lochen als auch beim Abstecken höhe Temperaturen und Kräfte auf. Diese führen zu einer starken Belastung des Stopfens, so daß dieser sehr oft gewechselt werden muß. Damit die Auswechselung schnell und einfach vonstatten geht,ist der Stopfen so ausgebildet, daß er auf das freie Ende des Stangenkopfes aufsteckbar ist. Für den Walzprozeß selbst ist eine Arretierung des Stopfens nicht erforderlich, da die auf den Stopfen einwirkenden Kräfte in Walzrichtung liegen, so daß der Stopfen gegen die Stirnfläche des Anschlagbundes des Stangenkopfes gedrückt wird. Sowohl beim Auswerfen der Dornstange aus der Walzlinie als auch beim Wiedereinlegen in die Walzlinie, kann der nur aufgesteckte Stopfen sich leicht vom Stangenkopflösen und unkontrolliert irgendwo in die Maschinenanlage ,fallen. Um dies zu verhindern ist vorgeschlagen worden, eine entsprechende Arretierung für den Stopfen vorzusehen (DE-OS 23 47 395). Die offenbarte Lochdornstange besteht aus einer langgestreckten hohlen Dornstange und einem damit verbundenen Stangenkopf. Dieser weist im Aufsteckbereich eine Querbohrung auf, in der zwei radial verschiebbare Halteelemente beispielsweise Kugel oder Bolzen angeordnet sind. Im ausgefahrenen Zustand ragen sie über die Mantelfläche des Stangenkopfes hinaus und greifen in eine im Aufsteckbereich des Stopfens innen angebrachte Nut hinein. Der Stangenkopf weist eine über die Querbohrung sich ersteckende Längsbohrung auf, in der ein mit der Kraft einer Feder beaufschlagtes axial bewegbares Verschlußelement angeordnet ist. Das Verschlußelement weist einen verdickten zylindrischen Kopf auf, der an einer Stange befestigt ist, deren Ende mit einem Gewindeabschnitt versehen ist. Auf diesem Gewindeabschnitt werden zwei Kontermuttern aufgeschraubt, die eine Abstützfläche für die Feder bilden. Das Verschlußelement wirkt mit den zuvor beschriebenen Halteelementen in der Weise zusammen, daß in der einen Endstellung des Verschlußelementes die Halteelemente ausgefahren und in der anderen Endstellung so weit eingefahren sind, daß der Stopfen vom Stangenkopf abnehmbar ist, wobei bei teilentlasteter Feder das Verschlußelement in Arretierstellung gehalten wird. Um das Verschlußelement entgegen der Federkraft verschieben zu können, ist in der hohlen Dornstange ein Kühlrohr angeordnet, das am rückwärtigen Ende mittels eines Zylinders relativ zur Dornstange verschoben werden kann.

Zur Führung des Kühlrohres innerhalb der Dornstange sind in bestimmten Abständen am Kühlrohr Führungsflossen angeordnet. Diese Führungsflossen überbrücken den radialen Abstand zwischen Außenmantelfläche des Kühlrohres und Innenmantelfläche der hohlen Dornstange. Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Verwendung des innenliegenden Kühlrohres als axiales Verschiebeelement. Dies erfordert eine Bearbeitung der Bohrung der Dornstange, da anderenfalls das Kühlrohr beim Verschieben klemmen würde. Dabei darf nicht außer acht gelassen werden, daß beim Walzen die hohle Dornstange sich dreht und das Kühlrohr nicht mitrotiert. Dies bedeutet, daß die Führungsflossen einem Verschleiß unterliegen. Außerdem ist nicht zu vermeiden, daß durch das Kühlwasser Schmutzteilchen mitgerissen werden, die sich in dem engen Spalt im Bereich der Führungsflossen festsetzen. Diese Gefahr wird um so größer je länger die Stange ist, wobei Längen von 10-12 m üblich sind und je mehr Führungsflossen erforderlich sind, damit das innenliegende Kühlrohr nicht durchhängt. Es kann deshalb kein Zufall sein, daß die vorgeschlagene Konstruktion keinen Eingang in der Praxis gefunden hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Lochdornstange anzugeben, mit der eine störungsfreie Entriegelung des Stopfens auch bei sehr langen Lochdornstangen möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Gemäß dem bekannten Stand der Technik wird durch ein durch die hohle Dornstange bis in den Stangenkopf zuführbares Mittel der Verschlußbolzen entgegen der Federkraft in die Entriegelungsstellung gedrückt. Bei der Rücknahme des Mittels drückt die Feder den Verschlußbolzen wieder in die Arretierstellung. Das Mittel kann ein durch die Dornstange sich erstreckender Stab sein oder ein unter Druck stehenden Fluid, sei es Preßluft, Wasser, Öl, Fett oder dergleichen. Bei der Zuführung von Fluid spielt es keine Rolle, in welche Richtung der Verschlußbolzen zum Entriegeln verschoben werden muß. Bei der Verwendung eines Stabes ist die Verschiebung des Verschlußbolzens zum Entriegeln nur in Richtung des Stopfens möglich. Für diesen Fall weist erfindungsgemäß der Verschlußbolzen vom stirnseitigen Ende aus gesehen einen ersten Abschnitt mit einem Durchmesser auf, der beim Zusammenwirken mit den beiden Arretierbolzen diese im ausgefahrenen Zustand hält und anschließend einen zweiten Abschnitt mit einem geringeren Durchmesser, der für das Einfahren der Arretierbolzen geeignet ist. Damit der Verschlußbolzen entsprechend in Richtung des Stopfens verschoben werden kann, erstreckt sich die Längsbohrung über die Querbohrung hinaus.

Bei der Fluidlösung wird weiterbildend vorgeschlagen, am Ende der Dornstange einen Verschiebezylinder anzuordnen, so daß der Hohlraum in der Dornstange zwischen Kolben im Stangenkopf und Verschiebezylinder abgeschlossen ist. Das hat den Vorteil, daß das eingeschlossene Fluid nicht verschmutzt und damit die Dichtelemente weniger schnell verschleißen. Der Verschiebezylinder kann zum einen mechanisch oder auch wiederum über ein Fluid mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt werden.

Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Entriegelungssystem hat den Vorteil, daß nach dem Auswerfen der Dornstange aus der Walzlinie das rückwärtige Ende mittels eines Schnellverschlusses mit einer Fluidzuführung gekoppelt werden kann und durch Druckaufgabe der Verschlußbolzen in die Entriegelungsstellung geschoben wird. Parallel dazu kann ein Arm eines Roboters den Stopfen greifen und ihn nach der Entriegelung vom Stangenkopf abstreifen.

In der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Lochstange näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entriegelungssystem,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Endbereiches der Dornstange mit Verschiebezylinder.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entriegelungssystems. Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik stützt sich die Druckfeder mit dem linken Federende 17 auf die Stirnfläche 41 einer mit der Längsbohrung 15 in Verbindung stehenden Ausnehmung 30 ab. Das rechte Federende 17 der Druckfeder stützt sich auf der Stirnfläche 42 des kolbenähnlich ausgebildeten Endes 31 des Verschlußbolzens 32 ab. In der hier gezeigten Darstellung befindet sich der Verschlußbolzen 32 bei teilentlasteter Druckfeder mit Federende 17 in Arretierstellung und die beiden Arretierbolzen 10, 10′ sind ausgefahren und ragen über die Mantelfläche des Aufsteckbereiches des Stangenkopfes 1 hinaus. Um den Stopfen 3 zu entriegeln, wird durch die hohle Dornstange 33 (hier nur teilweise dargestellt) ein unter Druck stehendes Fluid zugeführt, sei es Luft, Wasser oder Öl - hier gekennzeichnet durch den Pfeil 34 -. Dieses Fluid drückt auf die rechte Stirnfläche 35 des kolbenähnlichen Elementes 31 des Verschlußbolzens 32 und drückt ihn entgegen der Wirkung der Druckfeder mit Federende 17 nach links. Dadurch wird der Verschlußbolzen 32 auch nach links verschoben, so daß der zweite Abschnitt 36 des Verschlußbolzens 32, der einen geringeren Durchmesser aufweist, in den Bereich der Arretierbolzen 10, 10′ gelangt. Der vorderen Abschnitt 37 des Verschlußbolzens 32 wird dabei in die über die Querbohrung 9 sich erstreckende Längsbohrung 15 geschoben. Beim Abstreifen des Stopfens 3 können bei dieser Position des Verschlußbolzens 32 die Arretierbolzen 10, 10′ nach innen geschoben werden, und der Stopfen 3 kann vom Aufsteckbereich des Stangenkopfes 1 abgezogen werden. Nach dem Aufstecken eines neuen Stopfens 3 wird der Druck des Fluids gemindert und die Druckfeder mit Federende 17 schiebt den Verschlußbolzen 32 wieder nach rechts, so daß der erste Abschnitt 37 des Verschlußbolzens 32 ein Ausfahren der Arretierbolzen 10, 10′ bewirkt. Damit in den Kammerraum des Verschlußbolzens 32 keine Luft eingepreßt wird, weist die Längsbohrung 15 am linken Ende eine Öffnung 38 auf, die am stirnseitigen Ende 39 des Stangenkopfes mündet. Außerdem ist der Verschlußbolzen 32 mit einer durchgehenden Längsnut 40 versehen, so daß zwischen der Ausnehmung 30, dem Kammerraum des Verschlußbolzens 32 und der links im Stangenkopf 1 angeordneten Öffnung 38 eine Verbindung besteht.

In Fig. 2 ist in einem Längsschnitt ein Endbereich der hohlen Dornstange 33 mit einem Verschiebezylinder 43 dargestellt. Durch diesen Verschiebezylinder 43 wird in Verbindung mit dem kolbenähnlichen Element 31 (Fig. 1) der Hohlraum in der hohlen Dornstange 33 verschlossen. Dadurch wird sichergestellt, daß das in diesem Hohlraum eingeschlossene Fluid nicht verschmutzt und damit die Dichtelemente weniger schnell verschleißen. Die axiale Verschiebbarkeit des Verschiebezylinders ist mit einem Pfeil 44 gekennzeichnet. Der Verschiebezylinder 43 kann, wie zuvor schon für das kolbenähnliche Element 31 erläutert, zum einen mechanisch, beispielsweise mit einer Stange, oder auch wiederum durch ein Fluid mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt werden. Die auf den Verschiebezylinder 43 einwirkende Kraft wird über das im Hohlraum eingeschlossene Fluid auf das kolbenähnliche Element 31 übertragen. Der damit auslösbare Mechanismus ist in Fig. 1 ausführlich erläutert worden, so daß sich eine Wiederholung erübrigt.

Die Wahl des Hubes des Verschiebezylinders 43 hängt davon ab, ob das eingesetzte Fluid kompressibel ist oder nicht. Falls aus Platzgründen ein kurzer Hub gewünscht wird, wird man ein nicht kompressibles Fluid beispielsweise Öl verwenden.

Claims (2)

1. Lochdornstange mit einem darauf auswechselbar aufsteckbaren Stopfen zum Lochen von Blocken bzw. Abstrecken von Hohlblöcken bestehend aus einer Langgestreckten hohlen Dornstange und einem damit verbundenen Stangenkopf der im Aufsteckbereich eine Querbohrung aufweist, in der zwei radial verschiebbare Halteelemente angeordnet sind, die im ausgefahrenen Zustand über die Mantelfläche des Stangenkopfes hinausragen und in eine im Aufsteckbereich des Stopfens innen angebrachte umlaufende Nut eingreifen, und der eine über die Querbohrung sich erstreckende Längsbohrung aufweist, in der ein mit der Kraft einer Feder beaufschlagtes axial bewegbares Verschlußelement angeordnet ist, das mit den Halteelementen in der Weise zusammenwirkt, daß in der einen Endstellung des Verschlußelementes die Halteelemente ausgefahren und in der anderen Endstellung so weit eingefahren sind, daß der Stopfen vom Stangenkopf abnehmbar ist, wobei bei teilentlasteter Feder das Verschlußelement in Arretierstellung gehalten wird und ein Federende sich auf einem kolbenähnlichen Endstück des Verschlußelementes abstützt, und daß durch ein durch die hohle Dornstange bis in den Stangenkopf zuführbares Mittel das Verschlußelement entgegen der Federkraft in die Entriegelungsstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich des Stangenkopfes (1) eine mit der Längsbohrung (15) in Verbindung stehende Ausnehmung (30) aufweist, in der das als Kolben (31) ausgebildete Endstück des Verschlußelementes (32) axial bewegbar ist und das zweite Federende (17) sich auf der Stirnfläche (41) der Ausnehmung (30) abstützt und das Verschlußelement (32) vom stirnseitigen Ende aus gesehen einen ersten Abschnitt (37) mit einem Durchmesser aufweist, der beim Zusammenwirken mit den als Arretierbolzen (10, 10′) ausgebildeten Halteelementen diese im ausgefahrenen Zustand hält und anschließend einen zweiten Abschnitt (36) mit einem geringeren Durchmesser aufweist, der für ein Einfahren der Arretierbolzen (10, 10′) geeignet ist und das Mittel ein unter Druck stehendes Fluid ist, das auf die freie Stirnfläche des Kolbens (31) einwirkt.

2. Lochdornstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende der Dornstange (33) ein Verschiebezylinder (43) angeordnet ist, so daß der Hohlraum zwischen Kolben (31) im Stangenkopf (1) und Verschiebezylinder (43) abgeschlossen ist.