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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von nahtlosen Hohlkörpern,
insbesondere von Rohren auf Stoßbänken Bei der Herstellung nahtloser Rohre nach
dem Stoßverfahren wird ein starkwandiger, topfförmiger Hohlkörper, das sogenannte
Lochstück, von der Stoßstange einer Stoßbank durch in Abständen hintereinander angeordnete
Ziehringe oder Rollenkaliber gestoßen. Da der beim Stoßen vorzugsweise auf Zug beanspruchte
Anfangsquerschnitt des Lochstückes erheblich größer ist als der Querschnitt des
fertigen Rohres, lassen sich in den ersten Ziehringen große Verformungsgrade je
Ziehringeinheit anwenden bzw. die Ziehringe in kurzen Abständen hintereinander anordnen.
Für diese hohen Verformungsgrade und die dazu erforderliche große Leistung muß der
Antrieb der Stoßbank eingerichtet sein. Er kann aber im weiteren Verlauf des Verfahrens
nicht ausgenutzt werden, da die immer kleiner werdende Rohrwandstärke die hohe Anfangsbelastung
nicht mehr verträgt. Dem wird bisher dadurch Rechnung getragen, daß man den Verformungsgrad
je Ziehringeinheit später zunehmend verringert und die Zahl der Ziehringe vermehrt.
Das wiederum ergibt lange Stoßbänke und eine Begrenzung dieses Herstellungsverfahrens
auf kürzere Rohrlängen, als sie sonst möglich sind.
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Das Rohrstoßverfahren nach dieser Erfindung und die zu seiner Durchführung
vorgeschlagene Vorrichtung beseitigen diese Nachteile durch den Vorschlag, im ersten
Arbeitsabschnitt das Lochstück nur in Ziehringen zu verformen, deren Kaliber in
üblicher Weise abgestuft ist, im weiteren Verlauf des Verfahrens, insbesondere im
Bereich der letzten Ziehringeinheiten, die Verformung jedoch abwechselnd
durch
Ziehringe und dahintergeschaltete, nicht angefiiebene Druckrollen zu bewerkstelligen.
Die den Ziehringen jeweils nachgeschalteten Druckrollen haben dabei die Aufgabe,
das aus dem vorgelagerten Ziehring austretende, Rohr so fest gegen den Dorn zu pressen,
däß zwischen Dorn und Rohr Reibungskräfte auftreten, die gleich oder größer sind
als die für die Verformung im vorgeschalteten' Ziehring erforderlichen Kräfte. Letztere
Kräfte werden nach einem weiteren Vorschlag dieser Erfindung zur Erzeugung des Anpreßdruckes
der den Ziehringen jeweils nachgeschalteten, nicht ärigetriebenen i2ollen nutzbar
gemacht, und zwar dergestalt, daß mit steigender Zugkraft der Anpreßdruck der Rollen
verhältnismäßig Wächst.
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Zu diesem Zweck ist die Stoßbank im' Bereich der letzten Ziehstufen
erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Ziehringhalter auf: einem Teil seines in
Stoßrichtung liegenden Umfangs als Pumpenkolben ausgebildet ist, der über ein Druckmittel
auf kolbenförmig gestaltete Verlängerungen der Druckrollenhalter wirkt.
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Weitere Einzelheiten der zur Durchführung des Rohrstoßverfahrens nach
dieser Erfindung dienenden Vorrichtung seien an der Zeichnung beschrieben, die ein
Ausführungsbeispiel dieser Vorrichtung veranschaulicht und in der Abb. i im Schema
die bisher übliche Anordnung der Ziehringe beim Stoßen von Rohren zeigt, Abb. 2
wiederum schematisch, eine Vorrichtung zum Stoßen von Rohren gemäß der Erfindung,
Abb.3 einen Ziehring im Schnitt mit nachgeschalteter hydraulisch betätigter Druckrolle.
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In Abb. i ist der Dorn i der Rohrstoßbank in das Lochstück 2 eingesetzt.
Die Kaliber der Ziehringe 3 bis 17 sind in Stoßrichtung i9 abgestuft. In ihnen wird
in bekannter Weise das Rohr 18 gezogen, das den letzten' Ziehring mit Fertigmaß
verläßt (Bereich 20). Bei der bekannten, in Abb. i dargestellten Stoßbank, die ausschließlich
mit Ziehringen ausgestattet ist, sind die Verformungsgrade im Anfang, d. h. vom
Ziehring 3 bis etwa zum Ziehring 9 hin, je Ziehring verhältnismäßig groß, was sich
aus den vergleichsweise hohen Abstufungen der Kaliber der einzelnen hintereinanderliegenden
Ziehringe erkennen läßt. Nach den letzten Ziehringen zu werden die Abnahmen je Ring
immer geringer mit Rücksicht auf die kleiner werdende Rohrwandstärke, die die anfänglich
wesentlich höheren Zugbeanspruchungen nicht mehr aufzunehmen vermag.
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Abb.2 zeigt demgegenüber nun eine Stoßvorrichtung, die nach der Lehre
der Erfindung eingerichtet ist: Innerhalb der Ziehringzone 3' bis 9', d. h. zu Beginn
des Stoßvorganges, entspricht ihr Aufbau in bezug auf den Kalibersprung und die
Abstände der einzelnen Ziehringe nahezu der bekannten, in Abb. i dargestellten Stoßbank.
Vom Ziehring iö ab rücken dann aber die Ziehringe enger zusammen, die Abstufung
der einzelnen Kaliber und damit der Verformungsgrad je Ziehring wird erheblich größer,
so daß, um den gleichen Endquerschnitt zu erhalten, im gezeichneten Fall nichtmehr
siebzehn, sondern nur noch vierzehn Ziehringe erforderlich sind-. Entsprechend vermindert
sich auch die Baulänge der Bank. Möglich wird das erst durch zwischen die Ziehringe
eingebaute, nicht angetriebene Druckrollenpaare 21 bis 24 und das Schlußrollenpaar
25. Die Druckrollenpaare 21 bis 25 haben dabei die Aufgabe, die Reibung zwischen
Dorn und Rohrluppe zu erhöhen, um dadurch dann die Zugbeanspruchung des Luppenquerschnitts
zu vermindern. Nach der Erfindung wird der Anpreßdruck der Rollen von dem zu überwindenden
Verformungswiderstand im vorgelagerten Ziehring gesteuert. Abb. 3 zeigt, wie das
geschehen kann: Der Ziehring 26; durch den die Rohrluppe 27 vom Dorn 28 hindurchgestoßen
wird, sitzt imZiehringhalter 29.Letzterer ist als abgestufter Drehkörper ausgebildet,
der mit den Flächen 30 und 31 gegen Ringdichtungen 32 und 33 anliegt und mit einer
Kolbenfläche 34 auf ein Druckmittel 35, z. B. öl, wirken kann. Über Kanäle 36 gelangt
die Druckflüssigkeit in die Zylinder 37, in denen durch Dichtungsringe 38 und Verschraubung
39 abgedichtete Kolbenkörper 40 verschiebbar sind. Letztere stehen in kraftschlüssiger
Verbindung mit dem Halter 41 der paarweise die Rohrluppe umfassenden Druckrollen
42, die um den Bolzen 43 drehbar lagern.
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Das Rohrstoßverfahren nach der Erfindung läuft unter Anwendung der
vorbeschriebenen Einrichtungen folgendermaßen ab: Der Dorn i der Stoßbank wird wie
üblich in das Lochstück 2 eingesetzt und das Lochstück dann durch die Ziehringe
3' bis 14 gestoßen. Innerhalb der Ziehringzone 3' bis 9' ist der Querschnitt im
Kopfteil der Luppe, der ja die Summe aller Verformungswiderstände aufnehmen muß,
noch so erheblich, daß dort keine Überbeanspruchung des Werkstoffes durch die auftretenden
Zugkräfte erfolgt. Die Antriebsmaschine der Stoßbank kann daher mit ihrer vollen
Leistung auf den Stoßvorgang einwirken. Beginnend beim Ziehring iö bis zum letzten
Ziehring i4 pressen jetzt die Druckrollenpaare 2i' bis 25 die Luppe so fest gegen
den Dorn i, daß in dieser in Abt). 2 dargestellten Phase des Stoßvorganges
der Luppenkopf jeweils praktisch frei von Zugkräften ist. Die Stoßkraft des Dornes
geht jetzt nämlich nicht mehr über den Dorn- und Luppenkopf unmittelbar zu den Ziehringen
io' bis 14', sondern vom Dorn auf die einzelnen Berührungsflächen der Druckrollenpaare
25 bis 21. Deshalb kann der Verformungsgrad je Ziehring nun ganz erheblich gesteigert,
d. h. die Maschinenleistung während des ganzen Stoßvorganges voll ausgenutzt werden,
wobei die gewünschte Gesamtverformung mit einer wesentlich geringeren Gesamtzahl
von Ziehringen erreicht wird. Das führt aber zu einer bedeutend kürzeren Baulänge
der Stoßbank, die dann bei gleicher Hublänge wie sonst die Herstellung erheblich
längerer Rohre als bisher erlaubt.
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Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Druckrollenbetätigung erlaubt
eine feinfühlige und selbsttätige Anpassung des Anpreßdruckes an die jeweiligen
Zuspannungsverhältnisse in der Rohrluppe, da ja der Verformungswiderstand in den
einzelnen Ziehringen selbst zur Erzeugung des erforderlichen
Anpreßdruckes
nutzbar gemacht wird. Steigt also dieser Verformungswiderstand, dann erhöht sich
zwangsläufig der Anpreßdruck der Rollen. Es ist damit Gewähr dafür gegeben, daß
die zwischen zwei Druckrollenpaaren befindlichen Rohrluppenteilsti.icke auch tatsächlich
fest und innig durch Reibungskräfte mit dem Dorn verbunden sind und demzufolge lediglich
nur diejenigen Zugkräfte zu übertragen haben, die sich aus den Verformungswiderständen
in dein dazwischenliegenden Ziehring ergehen. Wenn zur Betätigung der Anpreßrollen
im beschriebenen Falle ein hvdraulischer Antrieb benutzt wird, so könnte die V1>ertragung
der Kräfte ebensogut auch mechanisch oder elektrisch erfolgen.
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Schließlich ist die Erfindung nicht auf Stoßbänke beschränkt, die
die Verformung im ersten Abschnitt des Verfahrens durch Ziehdüsen bewirken, vielmehr
können diese Ziehdüsen auch durch Rollenkaliber ersetzt sein, an die sich dann im
zweiten Abschnitt Ziehringe mit nachgeschalteten, nicht angetriebenen Druckrollen
anschließen.