EP0283484B1 - Spreizangel für eine rohrziehmaschine - Google Patents

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EP0283484B1
EP0283484B1 EP19870905749 EP87905749A EP0283484B1 EP 0283484 B1 EP0283484 B1 EP 0283484B1 EP 19870905749 EP19870905749 EP 19870905749 EP 87905749 A EP87905749 A EP 87905749A EP 0283484 B1 EP0283484 B1 EP 0283484B1
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EP
European Patent Office
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expansion
rod
tube
housing
bars
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EP19870905749
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English (en)
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EP0283484A1 (de
Inventor
Rudolf Bültmann
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Bueltmann Monika
Original Assignee
Bueltmann Monika
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
    • B21C1/27—Carriages; Drives
    • B21C1/28—Carriages; Connections of grippers thereto; Grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C5/00—Pointing; Push-pointing

Definitions

  • the invention relates to an expansion rod for a pipe drawing machine according to the preamble of the main claim.
  • the pulling force is transmitted by several additional rods arranged concentrically around an axial rod.
  • the end of the tension rods has elements with which the pipe to be drawn is grasped inside by spreading.
  • the tension rods are moved radially in the area of their ends to such an extent that they can be inserted into the tube.
  • the rods are spread at the ends, so that a tensile connection with the inner wall of the tube is created.
  • the spreading force can be set independently of the pulling force of the tension rods.
  • a known expansion rod of this type (DE-C-30 20 701), four states are arranged radially around an axial rod.
  • a plurality of cylinders arranged radially in the housing are provided for the pivoting movement of the tension rods, which is necessary for the despreading.
  • edges are formed on the tension rods with which the inside of the tube is grasped when spreading.
  • the tube is configured with a curvature at the end.
  • a spreader rod for a pipe drawing machine in which toothed spreader jaws are provided as spreader elements, which bear against the inside of the pipe wall during the spreading and produce a non-positive connection. Since the axial rod, which causes the spreading with a conical design, also has the task of transmitting pulling force, there is no possibility of setting the spreading forces independently of the pulling forces in this design.
  • the object of the present invention is to be seen in developing the prior art described at the outset to such an extent that even pipes without end curvature, in particular also thin-walled pipes, can be positively gripped by an adjustable spreading force without fear of deformation.
  • two tension rods which are opposite one another in cross section are provided for transmitting the drawing forces. They are each pivoted in the housing about an axle bolt. At the end of each tension rod there is an interchangeable expansion jaw, which comes into contact when the cylindrical inner wall of the pipe to be drawn is spread and creates a non-positive connection.
  • the expansion takes place by a pushing movement of the axial rod in the pulling direction, wedge elements penetrating from the front into the space between the rods and pushing them apart.
  • the movement of the axial rod is triggered by an axially arranged hydraulic cylinder. The spreading force can thus be controlled from this cylinder. Moving the tension rods together for despreading, i.e.
  • the setting of the expansion jaws to a small diameter for insertion into the pipe to be drawn is carried out by pivoting the tension rods in the opposite direction than when spreading. This movement is triggered by moving the axial rod against the direction of pull. Wedges on the axial rod press cylinder elements, which are connected to the tension rods via disks, apart.
  • the axle bolts, on which the tension rods are pivotally mounted, are dimensioned so that both the maximum spreading forces and the forces generated when pulling can be absorbed.
  • Another additional equipment according to the invention which is to be used in particular in thin-walled tubes, consists in a sleeve concentrically attached to the rod or a ring attached in the same way, which can be moved along the rod and on the outside at the end to be pulled Pipe can be pushed on to support the same in the area of the expansion jaws, so that deformation of the pipe is prevented when the drawing forces increase.
  • the axle bolts are detachably held on the housing in such a way that, after removal, the tension rods can be pulled out of the housing to the rear. It is therefore possible to use tension rods with different dimensions with regard to other tube calibers.
  • the spreader is used to grip a pipe 1 in order to pull it through a die 2.
  • the spreader rod consists of a box-shaped housing with a base plate 30, side walls 30a, an end wall 32 and a cover plate, not shown, opposite the base plate.
  • 2 cylinder elements 31 are provided on the front of the housing and are used to establish a tensile connection with a drawing carriage.
  • Interchangeable expanding jaws 38 are attached to the tension rods. They are inserted into the pipe 1 to be drawn, which is still in front of the drawing die 2 in the position shown in the figure below.
  • Each Zubstab 37 is fixedly connected to a disc 39. This receives an axle pin 40 on the housing side. Each tension rod can thus be pivoted about the respective axle pin 40.
  • a rod 34 is mounted axially displaceably axially between the two tension rods 37.
  • a hydraulic thrust element 33 which is held on the housing end wall 32, is used to move the rod.
  • a double wedge 35 is attached to the front of the rod.
  • the two tension rods 37 are to be inserted into the tube through the drawing die 2, then they are in the position which is shown below the center line.
  • the rod 34 is pushed against the direction of pull, that is, to the rear.
  • the double wedges 35 are located outside the tension rods.
  • two wedge elements 42 seated firmly on the rod are pushed against cylindrical elements 41, which are each attached to the disks 39, so that these cylindrical elements 41 are pressed away from the rod by the wedge effect.
  • the two tension rods 37 move together at the end in the region of the expansion jaws, and a minimal cross section is created, so that insertion into the tube or passage through the die is possible.
  • the tension rods are spread in the area of the expanding jaws 38, namely in that the rod 34 moves forward hydraulically into the position shown above the center line, with the wedges 42 moving forward, so that the cylinder elements 41 are released and at the same time drive the double wedges 35 between the tension rods and spread them apart as necessary.
  • drawing forces are transmitted from the drawing carriage via the cylinder 31 to the housing, from there via the axle bolts 40 to the two tension rods 37 and from these via the expansion jaws 38 to the pipe.
  • a support ring 43 is also mounted concentrically with the tension rods 37.
  • a conical surface 43a is formed on the support ring 43, which serves to support the end of the tube 1 when it has passed through the die 2, so that deformations due to the expansion effect are avoided.
  • the support ring 43 is replaceably attached to a retaining ring 44. This is attached to a plurality of axially parallel rods 47, which in turn are slidably guided in tubes 48 on the housing.
  • the drawing shows the support ring 43 in its position on the housing. For support, the support ring is moved against the drawing die during pulling, for which purpose a hydraulic pushing device 45 is provided.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Spreizangel für eine Rohrziehmaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Mit Hilfe derartiger Spreizangeln ist es möglich, zu ziehende Rohre vor der Ziehmatrize innenseitig zu erfassen, so daß es nicht erforderlich ist, das zu ziehende Rohr anzuspitzen, um es vor dem Ziehvorgang durch die Ziehmatrize zu stecken. Die Ziehkraft wird dabei durch mehrere konzentrisch um eine axiale Stange angeordnete Zubstäbe übertragen. Die Zugstäbe weisen endseitig Elemente auf, mit denen das zu ziehende Rohr innen durch Spreizung erfaßt wird. Durch eine Bewegung der axialen Stange entgegen der Ziehrichtung werden die Zugstäbe im Bereich ihrer Enden soweit radial zusammengefahren, daß sie in das Rohr eingeführt werden können. Durch Bewegung der axialen Stange in Ziehrichtung werden die Stäbe endseitig gespreizt, so daß eine zugfeste Verbindung mit der Innenwand des Rohres entsteht. Die Spreizkraft kann unabhängig von der Ziehkraft der Zugstäbe eingestellt werden.
  • Bei einer bekannten Spreizangel dieser Art (DE-C-30 20 701), sind vier Zustäbe radial um eine axiale Stange angeordnet. Für die Schwenkbewegung der Zugstäbe, die für das Entspreizen erforderlich ist, sind mehrere radial im Gehäuse angeordnete Zylinder vorgesehen. An ihren Enden sind an den Zugstäben Kanten geformt, mit denen beim Spreizen das Rohr innenseitig erfaßt wird. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn das Rohr endseitig mit einer Wölbung (Kümpelung) ausgebildet ist. Weiterhin ist (GB-A-633 606) eine Spreizangel für eine Rohrziehmaschine bekannt, bei der als Spreizelemente gezahnte Spreizbacken vorgesehen sind, welche bei der Spreizung mit einer zylindrischen Fläche innenseitig an der Rohrwand anliegen und eine kraftschlüssige Verbindung herstellen. Da die axiale Stange, welche mit einer konischen Ausbildung die Spreizung verursacht, auch die Aufgabe hat, Ziehkraft zu übertragen, besteht bei dieser Ausbildung nicht die Möglichkeit die Spreizkräfte unabhängig von den Ziehkräften einzustellen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, den Eingangs beschriebenen Stand der Technik soweit weiterzuentwickeln, daß auch Rohre ohne endseitige Wölbung, insbesondere auch dünnwandige Rohre, kraftschlüssig von einer einstellbaren Spreizkraft erfaßt werden können, ohne daß eine Verformung zu befürchten ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Spreizangel mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche haben weitere Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Bei einer solchen Spreizangel sind zur Übertragung der Ziehkräfte zwei im Querschnitt einander gegenüberliegende Zugstäbe vorgesehen. Sie sind im Gehäuse jeweils um einen Achsbolzen schwenkbar gelagert. Endseitig ist an jedem Zugstab auswechselbar eine Spreizbacke angebracht, die beim Spreizen der zylindrischsn Innenwand des zu ziehenden Rohres zur Anlage kommt und eine kraftschlüssige Verbindung herstellt. Die Spreizung erfolgt durch eine Schubbewegung der axialen Stange in Ziehrichtung, wobei Keilelemente vorderseitig in den Zwischenraum zwischen den Zustäben eindringen und dieses auseinanderdrücken. Die Bewegung der axialen Stange wird durch einen axial angeordneten hydraulischen Zylinder ausgelöst. Von diesem Zylinder aus kann somit die Spreizkraft gesteuert werden. Das Zusammenfahren der Zugstäbe zur Entspreizung, d.h. der Einstellung der Spreizbakken auf einen kleinen Durchmesser zum Einfahren in das zu ziehende Rohr erfolgt durch eine Schwenkung der Zugstäbe in umgekehrter Richtung als beim Spreizen. Diese Bewegung wird ausgelöst durch ein Verschieben der axialen Stange entgegen der Ziehrichtung. Dabei drücken Keile an der axialen Stange Zylinderelemente, die mit den Zugstäben über Scheiben in Verbindung stehen, auseinander. Die Achsbolzen, an denen die Zugstäbe schwenkbar gelagert sind, sind so bemessen, daß sowohl die maximalen Spreizkräfte, als auch die beim Ziehen entstehenden Kräfte aufgenommen werden können.
  • Eine weitere zusätzliche Ausrüstung gemäß der Erfindung, die insbesondere bei dünnwandigen Rohren zum Einsatz kommen soll, besteht in einer am Gehäuse konzentrisch zur Stange angebrachten Büchse oder eines in gleicher Weise angebrachten Ringes, der entlang der Stange verschoben werden kann und außen endseitig auf das zu ziehende Rohr aufgeschoben werden kann, zur Abstützung desselben im Bereich der Spreizbakken, damit eine Verformung des Rohres bei anwachsenden Ziehkräften verhindert wird.
  • Die Achsbolzen sind lösbar am Gehäuse gehalten in der Weise, daß, nach ihrer Herausnahme, die Zugstäbe nach hinten aus dem Gehäuse herausgezogen werden können. Somit besteht die Möglichkeit, im Hinblick auf andere Rohrkaliber auch Zugstäbe mit anderen Abmessungen einzusetzen.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die beiligende Zeichnung. Sie zeigt einen horizontalen Schnitt durch eine Spreizangel nach der Erfindung, wobei in der unteren Hälfte die Stellung der Elemente beim Einführen in das Rohr, in der oberen Hälfte in der gespreizten Stellung, dargestellt sind.
  • Die Spreizangel dient dazu, ein Rohr 1 zu erfassen, um es durch eine Matrize 2 zu ziehen.
  • Die Spreizangel besteht aus einem kastenförmigen Gehäuse mit einer Bodenplatte 30, Seitenwänden 30a, einer Stirnwand 32 und einer der Bodenplatte gegenüberliegenden nicht dargestellten Deckelplatte. Vorderseitig sind am Gehäuse 2 Zylinderelemente 31 vorgesehen, die dazu dienen, eine zugfeste Verbindung mit einem Ziehwagen herzustellen. Rückseitig stehen am Gehäuse 2 Zugstäbe 37 vor. An den Zugstäben sind endseitig auswechselbare Spreizbacken 38 angebracht. Sie werden in das zu ziehende Rohr 1, das noch vor der Ziehmatrize 2 steht, eingeführt in der Stellung, wie sie auf der Abbildung unten zu sehen ist. Dann werden die beiden Zugstäbe 37 derart gespreizt, daß im Bereich der verzahnten Spreizbacken 38 ein Kraftschluß mit der Innenwand des Rohres 1 hergestellt wird, der ausreicht, um das Durchziehen des Rohres durch die Matrize eine zugfeste Verbindung herzustellen.
  • Jeder Zubstab 37 ist fest mit einer Scheibe 39 verbunden. Diese nimmt jeweils einen gehäuseseitigen Achsbolzen 40 auf. Um den jeweiligen Achsbolzen 40 ist somit jeder Zugstab schwenkbar.
  • Axial zwischen den beiden Zugstäben 37 ist eine Stange 34 axial verschiebbar gelagert. Zum Verschieben der Stange dient ein hydraulisches Schubelement 33, das an der Gehäusestirnwand 32 gehalten ist. Vorderseitig an der Stange ist ein Doppelkeil 35 angebracht.
  • Wenn die beiden Zugstäbe 37 durch die Ziehmatrize 2 hinduruch in das Rohr eingeführt werden sollen, dann befinden sie sich in der Stellung, die unterhalb der Mittellinie dargestellt ist. Dabei ist die Stange 34 entgegen der Zugrichtung, also nach hinten geschoben. Die Doppelkeile 35 befinden sich außerhalb der Zugstäbe. Gleichzeitig sind zwei fest auf der Stange sitzende Keilelemente 42 gegen zylindrische Elemente 41, die jeweils an den Scheiben 39 angebracht sind, geschoben, so daß durch die Keilwirkung diese zylindrischen Elemente 41 von der Stange weggedrückt werden. Dadurch bewegen sich die beiden Zugstäbe 37 endseitig im Bereich der Spreizbakken zusammen, es entsteht ein minimaler Querschnitt, so daß das Einführen in das Rohr bzw. das Hindurchführen durch die Matrize möglich ist.
  • Nach dem Einführen werden die Zugstäbe im Bereich der Spreizbacken 38 gespreizt und zwar dadurch, daß die Stange 34 hydraulisch nach vorne fährt in die oberhalb der Mittellinie gezeichnete Stellung, wobei sich die Keile 42 nach vorne bewegen, so daß die Zylinderelemente 41 freigegeben werden und gleichzeitig die Doppelkeile 35 zwischen die Zugstäbe fahren und diese in erforderlichem Maße auseinanderspreizen.
  • Nach der Spreizung kann das Ziehen beginnen. Die Ziehkräfte werden von dem Ziehwagen über den Zylinder 31 auf das Gehäuse übertragen, von dort über die Achsbolzen 40 auf die beiden Zugstäbe 37 und von diesen über die Spreizbacken 38 auf das Rohr.
  • Am Gehäuse ist weiterhin ein Stützring 43 konzentrisch zu den Zugstäben 37 gelagert. Am Stützring 43 ist eine Konusfläche 43a gebildet, die dazu dient, das Ende des Rohres 1 abzustützen, wenn es die Matrize 2 passiert hat, damit Verformungen durch die Spreizwirkung vermieden werden. Der Stützring 43 ist auswechselbar an einem Haltering 44 angebracht. Dieser ist an mehreren achsparallelen Stangen 47 befestigt, die ihrerseits in gehäuseseitigen Rohren 48 verschiebbar geführt sind. Die Zeichnung zeigt den Stützring 43 in seiner Stellung am Gehäuse. Zur Abstützung wird der Stützring beim Ziehen gegen die Ziehmatrize gefahren, wozu eine hydraulische Schubvorrichtung 45 vorgesehen ist.

Claims (4)

1. Spreizangel für eine Rohrziehmaschine mit den Merkmalen:
in ein Gehäuse, das an einen Ziehwagen angekuppelt werden kann, sind rückseitig vorstehende mehrere Zugstäbe (37) zugfest verankert, die jeweils endseitig ein Spreizelement aufweisen, und im Querschnitt radial um eine axiale Stange (34) angeordnet sind;
durch Verschieben der Stange entgegen der Ziehrichtung werden die Zugstäbe durch Rückstelleinrichtungen endseitig so zusammengefahren, daß ihre Spreizelemente auf einem zum Einführen in das zu ziehende Rohr passenden Durchmesser eingestellt sind;
durch Verschieben der Zugstange in Ziehrichtung werden die Zugstäbe so geschwenkt, daß die Spreizelemente durch Spreizung das Rohr an seiner Innenwand kraftschlüssig erfassen, wobei endseitig an der Stange angebrachte Keilelemente die Zugstäbe radial auseinander drücken; gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
Der Stange (34) sind zwei einander gegenüberliegende Zugstäben (37) zugeordnet, welche jeweils schwenkbar und abnehmbar mittels eines Achsbolzens (40) zwischen einer Bodenplatte (30) und einer Deckelplatte eines Gehäuses gelagert sind;
an jedem Zugstab (37) ist eine Spreizbacke (38) auswechselbar angebracht;
jeder Zugstab (37) ist gehäuseseitig in Gestalt einer Scheibe (39) fortgesetzt, welche den Achsbolzen (40) aufnimmt;
zwischen der Bodenplatte (30) und der Deckelplatte des Gehäuses ist eine den Achsbolzen umgebende Distanzbüchse eingesetzt;
an jeder Scheibe (39) ist entgegengesetzt zum Zugstab (37) ein zylindrisches Druckelement (41) fest angebracht;
jedem Zylinderelement (41) ist ein fest auf der Stange (34) sitzender Keil (42) zugeordnet, welcher in der Rückwärtsstellung der Stange mit einer Schrägfläche zwecks Entspreizung der Spreizbacken gegen das Zylinderelement drückt.
2. Spreizangel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rückseitig am Gehäuse (30) konzentrisch zur Stange eine Büchse oder ein Ring (43) gehalten ist, der mit einer Schubvorricthung gegen das Ende des aus der Matrize austretenden Rohres schiebt, wobei eine dem Außendurchmesser des Rohres angepaßte Fläche am Ring das Rohrende abstützt.
3. Spreizangel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Stützring (43) eine Konusfläche (43a) gebildet ist.
4. Spreizangel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:
der Stützring (43) ist lösbar an einem konzentrischen Haltering (44) befestigt;
der Haltering ist an achsparallelen Stangen (47) befestigt, die gehäuseseitigen Rohren (48) verschiebbar geführt sind;
für die Schubbewegung ist eine gehäuseseitige hydraulische Schubvorrichtung (45) vorgesehen.
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EP0283484A1 (de) 1988-09-28
WO1988001915A1 (en) 1988-03-24

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