FI108005B - Menetelmä tuurnakammion valmistamiseksi putkien kaskadivedossa ja laite menetelmän toteuttamiseksi - Google Patents

Description

108005

Menetelmä tuurnakammion valmistamiseksi putkien kaskadive-dossa ja laite menetelmän toteuttamiseksi

Keksinnön kohteena on toisaalta menetelmä vähintään 5 kahden vetotuurnan sisältävän, toisaalta yhden vetoruodon ja toisaalta lähtöputken ulkokehälle saatetun painuman rajaaman tuurnakammion valmistamiseksi, kun putkia kaska-divedetään ei-rautametalleista tai niiden lejeeringeistä olevista putkista.

10 Keksintö kohdistuu toisaalta laitteeseen menetelmän toteuttamiseksi.

EP-julkaisusta 0 353 324 B1 tunnetaan se, että välittömästi siinä pitkittäisosassa, joka on lähtöputkeen muotoillun vetoruodon takana, on vetotuurnia varten oleva 15 tuurnakammio. Tuurnakammiota rajoittaa toiselta sivulta painuma, joka on painettu säteittäisesti ulkoapäin raaka-materiaaliin. Vapaasti liikkuvat vetotuurnat ovat siten upotetut tuurnakammioon, evätkä häviä sieltä. Lähtöputki voi olla puristeputki tahi valssattu tai pituussaumattu 20 putki.

Ulkohalkaisijan ja seinän paksuuden pienentämiseksi liikutetaan lähtöputkea useammin vedoin toisistaan erilleen sovitettujen vetorenkaiden läpi, joiden aukon halkaisija aina pienenee, ja jolloin halkaisijaltaan eriko-25 koiset vetotuurnat muodostavat kulloinkin vastaavan vas- tatuen.

Jotta kaskadiveto voidaan toteuttaa vaivattomasti, täytyy tunnetussa tapauksessa tietyn ulkohalkaisijän omaavan lähtöputken seinän vahvuuden olla mitoitettu siten, 30 että myöskin huomioitaessa esimateriaalin valmistustole- * ranssit, kuten epätasainen ulkohalkaisija, epätasainen seinän paksuus ja halkaisijaltaan pienimmän vetotuurnan soikeus, jotta se voi liikkua vapaasti tuurnakammiossa, kunnes se ottaa vastaan vastatuen toiminnon. Mikäli tästä 35 ei huolehdita, voi vetotuurna juuttua kiinni ja lähtöputki 2 108005 repeää. Koska jokaisessa vedossa aina vetorenkaan ja veto-tuurnan yhteistoimintaan saakka tapahtuu pakonomaisesta sisäveto (Hohlzug), jolloin kulloisenkin ulkohalkaisijaltaan pienennettävän lähtöputken sisähalkaisijaa pienenne-5 tään tuurnakammion alueella ja siitä johtuen myös seinän paksuus hieman kasvaa puristustapahtumasta johtuen, sen kulkiessa vetorenkaan läpi, ollaan tähän saakka oltu pakotettuja alentamaan lähtöputken seinän paksuutta, jotta voidaan taata pienimmän vetotuurnan vapaa liikkuvuus. Mut-10 ta näin ollen pienenee käytettävän materiaalin määrä ja siitä seuraa se, että valmiin putken taloudellinen tuotto alenee.

Patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa selitettyyn menetelmään perustuen on keksinnön tavoitteena parantaa 15 tätä menetelmää siten ja aikaansaada myös soveltuva laite menetelmän toteuttamiseksi siten, että lähtöputkea kohden voidaan käyttää enemmän materiaalia, ja että sen seurauksena on saavutettavissa enemmän valmista putkea ja ilman mitään laatua heikentäviä vaikutuksia.

20 Mitä tämän tavoitteen menetelmäosaan tulee, niin sen ratkaisu on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyissä tunnusmerkeissä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä aikaansaadaan välittömästi vetoruodon perään tuurnakammio, jonka seinän 25 paksuus on sellainen, joka putken ulkohalkaisijan pysyessä samana on mitoitettu pienemmäksi kuin jäljellä olevan lähtöputken seinäpaksuus. Täten on siis tuurnakammion sisä-halkaisija, huomioitaessa vedon aikana tapahtuva halkaisijan pienentyminen ja tätä seuraava seinän paksuuden kasvu 30 saatettu tiettyyn mittaan, joka takaa myöskin halkaisijaltaan pienimmän vetotuurnan liikkumisvapauden siihen hetkeen saakka, jolloin tämä vetotuurna vaikuttaa yhdessä siihen kuuluvan vetorenkaan kanssa. Tuurnakammion erikoisesta muodosta johtuen voidaan tässä käyttää nyt sellaista 35 lähtöputkea, jonka seinän paksuus voidaan mitoittaa suu- 3 108005 renunaksl kuin -tähän saakka käytetyssä lähtöputkessa, ja jonka kohdalla ei-vältettävät ulkohalkaisijan, seinän paksuuden ja soikeuden valmistustoleranssit eivät merkitse enää mitään huomioonottaen pienimmän halkaisijan omaavan 5 vetotuurnan liikkumisvapaus. Sen lisäksi liittyy tuurna-kammion venytykseen lähtöputken n. 20 % pidennys tuurna-kammion alueella. Näin ollen voidaan vetoruodon aikaansaamiseksi tarvittavan putkenosan pituutta lyhentää. Vetoruodon halkaisija pysyy myös pienempänä. Sen lisäksi voi-10 daan vetoruodosta johtuva materiaalihävikki edullisesti pienentää.

Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että panostus-painoa voidaan kohottaa n. 25 %:lla, mistä seuraa huomattava valmiin putken tuoton kasvu. Mikäli muokattavaksi 15 asetetaan puristeputki, jonka ulkohalkaisija on 80 mm ja seinän paksuus on 5 mm, niin tämä voidaan muokata kolmella vedolla valmiiksi putkeksi, jonka ulkohalkaisija on 46 mm ja seinän paksuus on 2,2 mm, mikä tähän saakka on ollut toteutettavissa vain sellaisella lähtöputkella, jonka ul-20 kohalkaisija on 80 mm ja seinän paksuus on 4 mm.

Keksinnön perusteena olevan tavoitteen kohteellisen osan ratkaisu nähdään patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkeistä.

Sen mukaan ovat toisaalta kiristys- ja paininyksik-• 25 kö sekä väljennys- ja venytysyksikkö toisaalta järjestetty toisiaan varten toimintaoptimaalisella tavalla. Kiristys-ja paininyksikköön kuuluu säteittäin liikkuvat kiristys-leuat ja paininvarret. Kiristysleukojen avulla voidaan lähtöputki lukita paikallisesti, jotta käytettäessä aluksi 30 väljennys- ja venytysyksikön rakenneosan muodostavaa tuurnaa voidaan lähtöputken läpikulkusuunnassa kiristys- ja paininyksikön yli eteentyöntyvää pitkittäisosaa väljentää siten, että tällä alueella suurenevat sekä sisähalkaisija että ulkohalkaisija. Väljentämisen jälkeen venytetään väl-35 jennetyn pituusosan ulkohalkaisija lähtöputkeen jäävän 4 108005 tuurnan kohdalla lähtöputken alkuperäiseen ulkohalkaisi-jaan. Kun sen Jälkeen lähtöputkesta poistetaan venytysren-gas ja tuurna, voidaan tällöin kiristys- ja paininyksikön sekä niihin kuuluvan paininvarren avulla tuottaa painumat, 5 jolloin myöhemmälle tuurnakammiolle muodostuu rajoite. Kun vetotuurnat on asetettu tuurnakammioon, muotoillaan lopuksi lähtöputken vapaaseen päähän vetoruoto.

Jotta tuurnaa ja venytysrengasta voitaisiin siirtää lähtöputken pituussuunnassa, on patenttivaatimuksen 3 tun-10 nusmerkkien mukaisessa suoritusmuodossa kaksi mekaanisesti toisiinsa kytkettyä hydraulisesti paineistettavaa sylinteriä, joissa on vastakkaisiin suuntiin ulosajettavat män-nänvarret. Sylinterin kuoret ovat asennetut kiinteiksi. Lähtöputken tahi kiristys- ja paininyksikön suuntaan ulos-15 ajettava väljennyssylinterin männänvarsi on liitetty tuurnaan, joka väljentää lähtöputken päätyosaa, ja joka toimii tätä päätyosaa venytettäessä venytysrenkaan vastatukena. Venytyssylinterin toiseen suuntaan ulosajettava männänvarsi on liitetty tangoston avulla venytysrenkaaseen, joka 20 kulkee yhdensuuntaisesti sylinterien pituusakselien suhteen. Tangoston vapaaseen päähän on sovitettu venytysren-gas.

Tuurnakammion aikaansaamiseksi läpikulkusuunnassa nähtynä lähtöputken etupäähän liikutetaan lähtöputkea : 25 aluksi ulospäin kiristys- ja paininyksikön läpi tuurna kammion ja vetoruodon aksiaalisen ulottuman huomioonottavan pituusosuuden verran. Lopuksi asetetaan kiristysleuat lähtöputkea vasten ja siten lähtöputki lukitaan paikallisesti.

30 Väljennys- ja venytysyksikön alkuasetelma on sel lainen, että väljennyssylinteri on ajettu sisään ja veny-tyssylinteri on ajettu ulos. Kun lähtöputki on lukittu, paineistetaan venytyssylinteri tällöin sisäänajosuunnassa, jolloin venytysrengas liukuu läpiajosuunnassa kiristys- ja 35 paininyksikön läpi ulostyntyvää lähtöputken päätyosaa pit- 5 108005 kin. Kun se on saavuttanut loppuaseman, paineistetaan väl-jennyssylinteri tällöin ulosajosuunnassa ja tuurna tyssää lähtöputkeen suurentaen silloin sisä- ja ulkohalkaisijaa. Kun tuurna on saavuttanut loppuaseman, paineistetaan veny-5 tyssylinteri ulosajosuunnassa ja väljennetyn pituusosan ulkohalkaisija venytetään alkuperäiseen mittaan. Tuurna jää tällöin lähtöputkeen. Venytyksen jälkeen paineistetaan myöskin väljennyssylinteri sisäänajosuunnassa ja tuurna vedetään lähtöputkesta pois. Lopuksi liikutetaan painin-10 varret säteittäisesti sisäänpäin ja tuotetaan kaksi painumaa, jotka ovat 180° asettelulla. Lopuksi muotoillaan veto-ruoto pitkittäisosan vapaaseen päähän, jonka seinän paksuus on pienentynyt, kun vetotuurnat on ensin viety väljentämällä muodostettuun tuurnakammioon.

15 Keksintöä selitetään lähemmin jäljempänä viittaa malla piirustuksessa esitettyyn suoritusmuotoesimerkkiin, jossa piirustuksessa kuvio 1 esittää kaavamaisena sivukuvana vetokaska-dia kuparisen lähtöputken halkaisijan pienentämiseksi, 20 kuviot 2-6 esittävät kulloinkin vertikaalisena kaavamaisena pitkittäisleikkauksena kiristys- ja paininyk-sikön viittä erilaista työn kohtaa sekä siihen kuuluvaa väljennys- ja venytysyksikköä, kuvio 7 esittää sivukuvana, osittain vertikaalisena : 25 pitkittäisleikkauksena väljennyksen jälkeistä lähtöputken päätyosaa, kuvio 8 esittää samaa kuvaa kuin kuvio 7, mutta kehänpuoleisen venytyksen jälkeen, ja kuviot 9-14 esittävät vertikaalisena pitkittäis-30 leikkauksena lähtöputken erilaisia kaskadivetoon liittyviä muokkaustilanteita.

Kaskadivedettäessä esim. ei-rautametallia, kuten erityisesti kuparia tai kuparilejeerinkiä olevia saumattomia putkia (puristeputkia, valssattuja tai pituussaumahit-35 sattuja putkia), käytetään siinä menetelmää, jossa lähtö- 6 108005 putkeen sijoitetut vetotuurnat 2, 3, 4 toimivat yhdessä vetorenkaiden 5, 6, 7 kanssa (kuviot 1 ja 9), jotka kulloinkin muodostavat vetokaskadin 11 vetokoneen 8, 9, 10 rakenneosan. Kuvion 1 suoritusmuotoesimerkissä on kolme 5 vetokonetta 8, 9, 10, joihin kuuluu kolme vetorengasta 5, 6, 7. Näissä vetorenkaissa 5, 6, 7 pienenee lähtöputken 1 halkaisija porrastetusti, vastaten vetorenkaiden 5, 6, 7 läpikulkuaukkojen halkaisijoita, sekä vetotuurnien 2, 3, 4 halkaisijaa.

10 Menetelmän toteuttamisessa tarpeelliset vetotuurnat 2, 3, 4 asetetaan, kuten kuvio 9 esittää, irrallisina, so. vapaasti liikkuvina tuurnakammioon 12, joka sijaitsee lähtöputken 1 läpikulkusuunnassa DR nähtynä edessä olevassa päässä, vetoruodon 13 ja kahden, lähtöputken 1 poikkileik-15 kausta pienentävän painuman 14 välissä.

Tuurnakammion 12 valmistamiseksi käytetään laitetta 15, mikä ilmenee lähemmin kuvioista 2-6.

Laitteeseen 15 (kts. kuvio 2) kuuluu lähtöputkea 1 varten oleva kiristys- ja paininyksikkö 16 sekä kiristys-20 ja paininyksikön 16 suhteen sama-akselisesti sovitettu ja sen suhteen suhteellisesti siirrettävä väljennys- ja veny-tysyksikkö 17.

Kiristys- ja paininyksikössä 16 on säteittäisesti liikkuvat kiristysleuat 18, jotka paikallisesti kiristävät • 25 lähtöputken 1. Kiristysleukoihin 18 on kiinnitetty pitimet 19, jotka diametraalisesti asetettuina kantavat paininvar-sia 20, jotka ovat säteittäisesti siirrettävissä lähtöputkea 1 kohden olevassa suunnassa.

Väljennys- ja venytysyksikköön 17 kuuluu kaksi hyd-30 raulisesti paineistettavaa sylinteriä 21, 22, joiden kuo- * ret ovat kiinteästi lukitut ja otsasivuiltaan toisiinsa kytketyt. Kiristys- ja paininyksikköä 16 lähinnä olevassa väljennyssylinterissä 21 on kiristys- ja paininyksikön 16 suuntaan ulosajettava männänvarsi 25, joka kantaa tuurnaa 35 26. Toisessa venytyssylinterissä 22 on lähtöputken 1 läpi- 7 108005 kulkusuunnassa DR nähtynä ulosa3 ettava männäntanko 27. Männäntangon 27 vapaaseen päähän on kiinnitetty poikkipalkki 28. Poikkipalkki 28 on toimiyhteydessä venytysren-kaaseen 30 yhdensuuntaisesti sylinterien 21, 22 suhteen 5 kulkevan tangoston 29 välityksellä, joka kuvion 2 mukaisessa laitteen 15 alkuasetelmassa on suunnilleen tuurnan 26 vapaassa päässä.

Tuurnakammion 12 valmistamiseksi kuvion 9 mukaan liikutetaan aluksi lähtöputkea 1, jonka ulkohalkaisija AD 10 on 80 mm ja seinän paksuus D on 5 mm, niin pitkälle kiristys- ja paininyksikön 16 läpi, että kiristys- ja paininyk-sikön 16 ohi tulee esille pituusosa 31, joka mahdollistaa tuurnakammion 12 sekä vetoruodon 13 valmistamisen. Kun tämä asema on saavutettu, lukitaan lähtöputki 1 paikalli-15 sesti kiristysleukojen 18 avulla.

Sen jälkeen venytyssylinteri 22 paineistetaan kuvion 3 mukaan sisäänajosuunnassa. Tällöin venytysrengas 30 liukuu lähtöputken 1 muokattavan päätyosan 31 ulkokehää pitkin aina kiristysleukojen 18 otsasivuasemaan saakka.

20 Sen jälkeen kuviota 4 vastaten paineistetaan tuur- nasylinteri 21 ulosajosuunnassa, jolloin tuurna 26 työntyy noin 365 mm pitkään päätyosaan 31 ja, kuten kuviosta 7 voidaan havaita, suurenevat sekä lähtöputken 1 sisähal-kaisija ID 70 mm:stä että myös ulkohalkaisija AD 80 mm:stä ; ' 25 72 mm:n sisähalkaisijaan IDI ja 82 mm:n ulkohalkaisijaan AD1.

Sen jälkeen liikutetaan kuvion 5 mukaan venytysren-gasta 30 lähtöputken 1 läpikulkusuunnassa DR paineistamalla venytyssylinteri 22 ulosajosuunnassa, jolloin se pää-30 tyosaan 31 jääneen tuurnan 26 kohdalla, sen ollessa vasta-tukena, kuvion 8 mukaisessa esityksessä pienentää pääty-osan 31 ulkohalkaisijaa AD1 alkuperäiseen 80 mm ulkohal-“ kaisijaan AD. 72 mm:iin laajennettu sisähalkaisija pysyy kuitenkin ennallaan. Mutta tämän lisäksi on päätyosa 31 8 108005 pidentynyt venyttämisen myötä noin 365 mm:n alkupituudesta noin 450 mm:iin.

Väljennys- ja venytysyksikkö 17 sijaitsee nyt kuvion 6 mukaan jälleen kuviota 2 vastaavassa alkuasemassa.

5 Tämä mahdollistaa nyt sen, että lähtöputken 1 ulkokehälle voidaan valmistaa kaksi diametraalisesti vastakkain olevaa painumaa 14 (kuvio 9) liikuttamalla kuvion 6 mukaan pai-ninvarsia 20 sisäänpäin, jolloin myöskin sen sisäpoikki-leikkaus pienenee, ja jolloin muodostuu myös yksi tuurna-10 kammion 12 rajoitin.

Sen jälkeen saatetaan piirustuksissa lähemmin esittämättä jätetyllä tavalla vetotuurnat 2, 3, 4 tuurnakammi-oon 12 ja lopuksi muotoillaan vetoruoto 13. Täten on läh-töputki 1 esivalmisteltu kolminkertaista vetokaskadin 11 15 läpi tapahtuvaa vetoa varten.

Vetotapahtuma kulkee jokseenkin seuraavasti:

Kun kuvion 9 mukaan lähtöputkea 1 liikutetaan veto-ruodon 13 avulla läpikulkusuunnassa DR, niin tällöin vetotuurnat 3 ja 4 kulkevat esteettä vetorenkaan 5 läpi, kun 20 taas lähtöputken 1 sisä- ja ulkohalkaisija pienenevät, mutta sen seinän paksuus ei kuitenkaan pienene. Tällöin on kyse ns. sisävedosta.

Kun vetotuurna 2 saavuttaa kuvion 10 mukaan veto-renkaan 5 alueen, niin tällöin painumat 14 tulevat toimin-; 25 taan mukaan ja vaikuttavat siten, että vetotuurna liikkuu vetorenkaaseen 5, aina vetoasentoon saakka. Tällöin pienenee myöskin lähtöputken 1 seinän paksuus. Tämä tilanne on esitetty kuviossa 11. Tällöin havaitaan, että vetotuurnat 3, 4 ovat vieläkin tuurnakammion 12 sillä alueella, joiden 30 seinän paksuus ei vielä ole pienentynyt. Mutta välittömästi vetotuurnan 3 perässä alkaa jo lähtöputken 1 se alue, jonka seinän paksuus on pienentynyt. Tähän muodostetaan vetotuurnasta 3 erillään kaksi muuta painumaa 14, jotta seuraavan vedon aikana voidaan rajoittaa vetotuurnan 3 35 siirtymistä tuurnakammiossa 12.

9 108005

Seuraavan vetorenkaan 6 (kuvio 12) kohdalla pienenee lähtöputken 1 ulkohalkaisija uudelleen välittömästi vetoruodon 13 jälkeen, jolloin vetotuurna 3 pysyy paikallaan tämän vetorenkaan 6 kohdalla. Myöskin tässä tapahtuu 5 sisäveto, joka vastaa painuman 14 etäisyyttä vetotuurnasta 3. Kun vetotuurna 3 saavuttaa kuvion 12 mukaan vetoren-kaalla 6 olevan vetoaseman, tapahtuu tässä lähtöputken seinän paksuuden seuraava pienentyminen.

Kaskadivedon jatkamiseksi tuotetaan lopuksi kuviota 10 13 vastaten pienimmästä vetotuurnasta 4 erillään toinen painuma 14, jolloin kuvion 14 mukaan tämä painuma huolehtii siitä, että vetorenkaan 7 alueella vetotuurna 4 vaikuttaa toimintayhteydessä vetorenkaan 7 kanssa siihen, että seinän paksuus pienenee lopulliseen mittaan.

15

Claims (3)

10 108005 Patenttivaatimukset::

1. Menetelmä vähintään kahden vetotuurnan (2, 3, 4) 5 sisältävän, toisaalta yhden vetoruodon (13) ja toisaalta lähtöputken (1) ulkokehälle saatetun painuman (14) rajaaman tuurnakammion (12) valmistamiseksi, kun putkia kaska-divedetään ei-rautametalleista tai niiden lejeeringeistä olevista putkista, tunnettu siitä, että lähtöput-10 ken (1) läpikulkusuunnassa (DR) nähtynä edessä oleva pää-tyosa (31) väljennetään aluksi suurentamalla sisähalkaisi-jaa (ID) ja ulkohalkaisijaa (AD) ja sen jälkeen väljennetyn päätyosan (31) ulkohalkaisija (AD1) venytetään alkuperäiseen ulkohalkaisijaan (AD) tätä päätyosaa (31) pidentä-15 mällä, minkä jälkeen valmistetaan painuma (14) ja sitten asetetaan vetotuurnat (2, 3, 4) tuurnakammioon (12) ja lopuksi muotoillaan vetoruoto (13).

2. Laite menetelmän toteuttamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisesti, tunnettu lähtöputkea (1) 20 varten olevasta kiristys- ja paininyksiköstä (16) sekä kiristys- ja paininyksikön (16) suhteen sama-akselisesti sovitetusta ja sen suhteen suhteellisesti siirrettävästä väljennys- ja venytysyksiköstä (17), jolloin kiristys- ja paininyksikkö (16) on varustettu lähtöputken (1) suhteen '"» 25 säteittäisesti liikkuvilla kiristysleuoilla (18) ja pai-ninvarsilla (20), sekä jolloin väljennys- ja venytysyksi-kössä (17) on lähtöputken (1) pitkittäisakselia pitkin siirrettävä tuurna (26), sekä jolloin siinä on tuurnan (26) kehänpuolella ja kiristys- ja paininyksikön (16) ot-30 sapuolella eteentyöntyvän lähtöputken (1) pituusosalla (31) siirrettävä venytysrengas (30).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että väljennys- ja venytysyksikössä (17) on kaksi lähtöputken (1) pitkittäisakselilla olevaa, toi- 35 siinsa kytkettyä hydraulisesti paineistettavaa sylinteriä 11 108005 (21, 22), joissa on vastakkaisiin suuntiin ulosajettavat männänvarret (25, 27), jolloin kiristys- ja paininyksikön (16) suuntaan ulosajettava männänvarsi (25) kantaa tuurnan (26), ja jolloin toinen männänvarsi (27) on kytketty veny-5 tysrenkaaseen (30) sylinterien (21, 22) suhteen yhdensuuntaisesti kulkevan tangoston (29) avulla. 108005 12