DE4332140C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln und Weiterbehandeln von Rohren aus Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer und Kupferlegierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln und Weiterbearbeiten von Rohren aus Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer und Kupferlegierungen zu einem Coil vor einer Weiterverarbeitungsstufe insbesondere der Wärmebehandlung in Durchlauföfen.

Beim Aufwickeln von Rohren aus Nichteisenmetallen, insbesondere bei relativ weichen Werkstoffen wird der Außendurchmesser des gewickelten Coils durch den Grad der Verformung der Rohrwand vorgegeben. Insbesondere beim Wickeln kleiner Durchmesser ist der Wanddickenverlauf über den Umfang sehr unterschiedlich, weil sich durch die Krümmung des Rohres die äußere Wand streckt, während die innere Wand gestaucht wird. Das kann zu erheblichen Unterschieden zwischen der dicksten und der dünnsten Wand führen, wie sich aus dem nachfolgenden Diagramm ergibt.

Über verschiedenen Coildurchmessern zwischen 500 und 3500 mm sind Wanddicken zwischen 1,6 und 1,95 mm aufgetragen. Bei einem Kupfer-Rohr mit dem Außendurchmesser von 42 mm und der Wanddicke von 1,8 mm ist dargestellt, wie sich beim Aufwickeln auf unterschiedliche Coildurchmesser die innenliegende dickste Wand und die außenliegende dünnste Wand verändern. Deutlich erkennbar ist bei einem mittleren Coildurchmesser von 500 mm die im Inneren des Coils liegende Wand um ca. 0,8 mm gestaucht, während die äußere Wand durch Streckung um ca. 1,25 m gestreckt ist. Die Wanddickendifferenzen verlaufen trompetenartig und man erkennt deutlich, daß die Unterschiede mit zunehmendem Coildurchmesser erheblich abnehmen.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß Rohre aus Nichteisenmetallen, wenn ein in etwa gleichmäßiger Wanddickenverlauf über den Umfang des Rohres anzustreben ist, sehr große Coildurchmesser aufweisen müssen, die jedoch bei der Weiterverarbeitung der aufgewickelten Rohre oftmals nicht brauchbar sind.

Wenn z. B. die zu Coils aufgewickelten Rohre im Anschluß an eine Kaltbearbeitung einer Wärmebehandlung unterzogen werden sollen, so verwendet man dazu günstigenfalls Durchlauföfen, in denen die Rohre auf Rekristallisationstemperatur geglüht werden. Wird der Wärmebehandlungsprozeß in einem frühen Herstellstadium des Rohres durchgeführt, also dann, wenn die Rohre noch nicht durch mehrere Ziehvorgänge wesentlich in ihrem Durchmesser reduziert sind, so ergeben sich große Coildurchmesser, die sehr große Öfen erforderlich machen. Andererseits sind in Herstell-Linien für derartige Rohre oftmals kleinere Öfen vorhanden, die zum Weichglühen harter Rohrsorten Verwendung finden, und zwar am Ende des Rohrherstellungsprozesses, wo kleine Rohrdurchmesser auf relativ kleinen Coils gewickelt werden.

Die Verwendung der vorhandenen Öfen zum Rekristallisieren der Rohre unmittelbar hinter dem ersten Kaltwalzprozeß oder nach wenigen Ziehstufen würde die Anlage wesentlich wirtschaftlicher machen und zusätzliche aufwendige und groß dimensionierte Durchlauföfen vermeiden.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Rohren im Anschluß an ein Streckreduzieren ist aus der DE-OS 19 36 515 bekannt.

Hierbei wird ein Rohr vor dem Legen der Windungen mit einem Biegeradius gebogen, der dem Radius der jeweiligen Ringbundwindung entspricht. Hier soll jedoch ein Ovalwerden des Rohres beim Biegen gerade verhindert werden.

Ausgehend von der dargestellten Problematik beim Aufwickeln von Rohren aus relativ weichen Nichteisenmetallen ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu finden, auch Rohre mit großem Durchmesser mit kleinen Coildurchmessern aufzuwickeln, ohne daß die eingangs geschilderte schädliche Wanddickenveränderung über den Umfang der Rohre auftritt oder wenigstens deutlich verringert wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das kreisrunde Rohr vor dem Aufwickeln zu einem flachovalen Querschnitt zu verformen und auf der flachen Seite liegend aufzuwickeln und das flachovale Rohr vor der Weiterverarbeitung im abgecoilten Zustand in seine kreisrunde Querschnittsform zurückzuverformen.

Es hat sich gezeigt, daß beim Flachdrücken der Rohre die Wanddickenveränderung beim Coilen auf unterschiedliche Durchmesser in einer Größenordnung bleibt, die für die Weiterverarbeitung der Rohre akzeptabel ist. Das Flachdrücken der kreisrunden Rohre beschädigt diese nicht und läßt sich in einem nachfolgenden Arbeitsschritt leicht rückgängig machen. Durch das Flachdrücken der Rohre lassen sich wesentlich kleinere mittlere Coildurchmesser erzielen, so daß die in Rohrherstell-Linien vorhandenen Durchlaufglühöfen derartige Coils aufnehmen können.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zurückverformen des flachovalen Rohres in seine kreisrunde Querschnittsform in Linie mit einem anschließenden Ziehvorgang erfolgt.

Da Nichteisenmetallrohre, insbesondere Kupferrohre bis zur Fertigstellung ihres endgültigen Querschnittes zumeist mehreren Ziehvorgängen unterworfen werden, kann das Runden der flachovalen Rohre im Zusammenhang mit einem Ziehvorgang vorgenommen werden, also unmittelbar vor dem Durchgang der Rohre durch den Ziehring erfolgen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hinter einem Kaltpilgerwalzwerk ist durch ein dem Kaltpilgerwalzwerk nachgeordnetes Rollenpaar gekennzeichnet, mit flachem Kaliber und folgender Wickeltrommel zum Aufwickeln des flachen Rohres sowie durch eine nachgeordnete Ziehmaschine, deren Ziehwerkzeug ein Rollenpaar mit kreisrundem Kaliber vorgeordnet ist, während in dem ersten Rollenpaar unmittelbar hinter dem Kaltpilgerwalzerk das kreisrunde Rohr flachgedrückt wird, damit es raumsparend auf einer Wickeltrommel aufgewickelt werden kann, ist die nachfolgende Ziehmaschine mit einem rundkalibrierten Rollenpaar versehen, durch das das Rohr gezogen wird. Das Rollenpaar selbst braucht keinen Antrieb.

Vorzugsweise ist der Ziehmaschine eine Vorrichtung zum Runden des Rohranfanges, zum Einführen des Ziehdornes zum Setzen der Ziehangel vorgeordnet. Mit der Ziehangel wird im folgenden das Rohr einerseits durch den Ziehring des Ziehwerkzeuges und gleichzeitig durch die kalibrierten Rollen des Rollenpaares hindurchgezogen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den Ausgangsquerschnitt und den Wickelquerschnitt eines aufzuwickelnden Rohres,

Fig. 2 die schematische Darstellung und die Abmessungen eines erfindungsgemäß gewickelten Coils und

Fig. 3 einen Wickelkorb einer Trommelziehmaschine mit Einsatz.

Im Ausführungsbeispiel sei ein stranggegossener Hohlkörper mit dem Ausgangsdurchmesser 80 mm, der Wanddicke 10 mm und dem Einsatzgewicht 500 kg, beispielsweise in einem Kaltpilgerwalzwerk auf eine Rohrabmessung von D₀ = 42×1,8 mm heruntergewalzt. Es entsteht dabei eine Rohrlänge von 250 m. Dieses Rohr wird gemäß der rechten Darstellung in Fig. 1 auf den Durchmesser D₁ = 30 mm flachgedrückt, wobei der quer dazu gemessene Durchmesser sich auf D₂ = 49 mm vergrößern.

Wickelt man das derartig flachgedrückte Rohr 2 auf einen mittleren Durchmesser D_m = 1500 mm (Fig. 2) auf so ergeben sich etwa 80 Windungen. Das so entstandene Coil 3 hat nach Fig. 2 einen Außendurchmesser D₃ = 12,0 mm, einen Innendurchmesser von D₄ = 810 mm und eine Höhe H = 490 mm. Dieses Coil 3 läßt sich in einem herkömmlichen Durchlaufofen zwischenglühen und kann anschließend in eine Trommelziehlinie eingeführt werden. Hierbei ist es notwendig, den ersten Korbbehälter für die Ziehsequenz an die Maße des Coils anzupassen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der in Fig. 3 unten schematisch dargestellte Ziehkorb 4 einen herausnehmbaren ringförmigen Einsatz 6 aufweist, der an den Ringen 7 heraushebbar ist, wodurch der verbleibende Innenzentrierteil des Wickelkorbes dem Innenmaß des Coils 3 entspricht (obere Darstellung der Fig. 3).

Claims (4)

1. Verfahren zum Aufwickeln und Weiterbehandeln von Rohren aus Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer und Kupferlegierungen zu einem Coil vor einer Weiterverarbeitungsstufe, insbesondere der Wärmebehandlung in Durchlauföfen, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisrunde Rohr vor dem Aufwickeln zu einem flachovalen Querschnitt verformt und auf der flachen Seite liegend aufgewickelt wird und daß das flachovale Rohr vor der Weiterverarbeitung im abgecoilten Zustand in seine kreisrunde Querschnittsform zurückverformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zurückverformen des flachovalen Rohres in seine kreisrunde Querschnittsform in Linie mit einem anschließenden Ziehvorgang erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein einem Kaltpilgerwalzwerk nachgeordnetes Rollenpaar mit flachem Kaliber und folgender Wickeltrommel zum Aufwickeln des flachen Rohres sowie eine nachgeordnete Ziehmaschine, deren Ziehwerkzeug ein Rollenpaar mit kreisrundem Kaliber vorgeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehmaschine eine Vorrichtung zum Runden des Rohranfanges, zum Einführen des Ziehdornes und Setzen der Ziehangel vorgeordnet ist.