WO2019038014A1 - Vorrichtung zur herstellung von rohren sowie verfahren zum herstellen einer matrize und eines dorns - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von rohren sowie verfahren zum herstellen einer matrize und eines dorns Download PDF

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WO2019038014A1
WO2019038014A1 PCT/EP2018/070190 EP2018070190W WO2019038014A1 WO 2019038014 A1 WO2019038014 A1 WO 2019038014A1 EP 2018070190 W EP2018070190 W EP 2018070190W WO 2019038014 A1 WO2019038014 A1 WO 2019038014A1
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heating
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Martin Graf
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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/24—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass dies

Definitions

  • the invention relates to a device for producing pipes.
  • the invention relates to methods for producing a die and a mandrel.
  • Metallic round or profile pipes are conventionally produced by means of pipe drawing benches or pipe drawing tools.
  • first pipes are manufactured, which have a comparatively rough surface texture and free cross-sections and wall thicknesses, which differ from those of the pipes to be produced.
  • the front pipe is passed through a die, and the projecting tang of the pipe is clamped by a pulling device.
  • the tube By pulling the tube through the die by means of the pulling device, its outside diameter adjusts in dependence on the inside diameter of the die.
  • a transformation of the tube takes place - the metal from which the tube is made, flows against the pulling direction of the drawing bench.
  • a mandrel can be introduced into the pipe after positioning the front pipe in the die. This brings a counter force to the force acting from outside through the die on the tube force, so that in total both outside and inside the tube bear the forces causing the forming work forces.
  • the pre-pipes are often welded. In order to be able to feed such a delivery tube to a drawing bench, it is necessary to remove the weld beforehand. Following this, the pre-pipes must undergo a complex process to remove impurities that arise during the removal of the weld. Likewise, impurities caused by transport and storage have to be eliminated. Further problems are encountered due to long downtimes of the pre-pipes as well as inappropriate storage. If the pipes are not pretreated in a suitable manner, so-called chatter marks, that is to say areas which cause great changes in the friction values of the pipe to the die and / or mandrel, are produced during drawing. Such chatter marks and dimensional errors can lead to the fact that the pulling of the tubes is completely impossible.
  • the invention has for its object to eliminate the need for a complex pre-treatment, for example, a chemical pretreatment. This object is achieved with the features of the independent claims.
  • the invention consists in a device for producing tubes, with a die, wherein the die has cooling and / or heating areas for providing a cooling and / or heating and guide areas for guiding lubricant.
  • This makes it possible to run the drawing process in a controlled manner.
  • heat is generated by the forming work, which influences the entire forming process by feeding it back. If the temperature increase caused by the heat generation is counteracted in a targeted manner, namely by the aforementioned cooling regions, then defined conditions can be set. Increased or fluctuating friction values can be compensated by the targeted use of lubricant. It is also conceivable to heat sections of the die by heating areas, if this makes the process management favorable in a particular case.
  • the cooling and / or heating areas are at least partially guide areas for guiding a heat transfer medium. Cooling and heating thus take place by introducing a heat transfer medium into the system from the outside.
  • cooling and / or heating areas at least partially provide electrical cooling and / or heating available.
  • heating wires and / or electrical cooling elements for example Peltier elements, are provided in the matrix.
  • a further embodiment of the invention provides that the die has guide regions for guiding further substances.
  • Such further substances may be chemicals which serve for cleaning or surface modification of the pipes before and / or during the forming of the pipes.
  • the mandrel has guide areas for guiding other substances.
  • the invention is advantageously designed so that the guide areas are at least partially formed by channels. These channels for guiding the heat carrier, the lubricant and / or other substances or chemicals are formed in the preferred case simply by missing material in the die and / or the mandrel. However, it is also conceivable to form lines of additional material within the die and the mandrel.
  • the guide areas are at least partially formed by porous structures.
  • the fluids introduced into the die and / or the mandrel can penetrate the porous structures, in particular under pressure, so that the fluids reach their desired target locations in this way.
  • the guide areas for guiding the heat transfer medium are at least partially integrated into a closed cooling and / or heating system.
  • the heat transfer medium thus passes through a closed circuit which contains at least one heat transfer reservoir and a delivery device for the heat transfer medium.
  • the guide regions for guiding the heat transfer medium are at least partially integrated into an open cooling and / or heating system.
  • the heat transfer medium can therefore exit in the region of the die and / or the mandrel and can flow around the surfaces of the tube.
  • the heat transfer medium achieves a dual function: it ensures cooling or heating, and at the same time it cleans the surfaces of the pipe. Such a cleaning effect can also be achieved by the lubricant.
  • a sensor for detecting temperature and / or pressure and / or flow rate and / or pulling force and / or pulling speed is provided.
  • All mentioned variables can then be influenced, for example by the heat provided by the heat carrier and / or the lubricant, the pressure of these media and / or their flow velocity.
  • the sensor for the pulling force at a known pulling speed or for the pulling speed at a known pulling force can be used to change the pulling force or to change the amount of lubricant provided per unit time available.
  • the temperature or pressure of the media can be changed. Usefully, this is done by providing at least one control operating on the basis of the sensors. In such a regulation, therefore, a large amount of sensor data and other data can converge in order to optimize the drawing process.
  • the viscosity of the lubricant is another important parameter, which may be the basis for the control. Another possibility is that viscosity data of the lubricant or parameters which characterize the viscosity of the lubricant are provided to the regulation in another way, for example by manual input or by digital reading-in of product information.
  • the invention further relates to a method for producing a die for a device according to the invention, wherein the die is made at least partially additive. Conventionally, dies for drawing benches are cast and fabricated by subtractive methods, such as milling. Additive manufacturing technology now makes it possible to introduce significantly more complicated structures into the matrix than would be possible with subtractive methods.
  • the present invention has been described in the context of metallic pipes, with the focus actually being on steel pipes. However, the invention is not limited thereto.
  • the invention can also be used in connection with the drawing of other metal pipes, for example aluminum pipes. It is even possible to manufacture plastic tube on the basis of the invention. It was also mentioned that the pre-pipes are often welded. However, it is also possible to bring the advantages of the invention in connection with drawn Vorrohren used.
  • the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings by means of particularly preferred embodiments.
  • FIG. 1 shows a system diagram for explaining the invention.
  • FIG. 2 shows process diagrams.
  • FIG. 1 shows a system diagram for explaining the invention.
  • a die 12 As components of a drawing bench, a die 12, a drawing device 24 and a mandrel 18 are shown.
  • a tube 10 is inserted into the die 12 and the projecting tang 26 of the tube 10 is clamped by the puller 24.
  • the mandrel 18 is inserted into the tube 10.
  • the tube 10 In the drawing process, the tube 10 is pulled to the left through the die 12, the forming work being effected by the forces applied by the die 12 and mandrel 18 to the tube.
  • the die 12 acts on the tube 10 from the outside.
  • the mandrel 18 acts on the tube 10 from the inside.
  • the broken lines symbolize a sensor 20, wherein measurement signals of this sensor are fed to a controller 22, which may be part of a control unit rule.
  • the die 12 is connected via a conveyor 28 with a reservoir in communication, which contains a heat transfer medium 16, for example water. By operating the subsidy der sexual 28 can be supplied to the die 12 in this way heat transfer medium 16. This heat transfer medium 16 then passes into guide areas within the die 12, which transport the heat transfer medium 16 specifically to predetermined locations, in particular to where, due to the forming work strong temperature increases are recorded.
  • the die 12 is connected via a further conveying device 30 to a reservoir which contains a lubricant 14. By operation of the conveyor 30, the lubricant 14 can be conveyed to the die 12.
  • the lubricant 14 enters guide areas of the die, and then selectively exit there where friction between the tube 10 and the die 12 occurs. As a result, the friction is reduced.
  • the heat transfer medium 16 can escape to the - to be cooled - or possibly also to be heated - places.
  • the cooling and / or heating system is a closed system. In this case, the heat transfer medium 16 is returned to its reservoir.
  • measured variables in the region of the die 12 can be detected, such as temperature, pressure of the heat transfer medium, pressure of the lubricant, flow velocity of the heat transfer medium, flow velocity of the lubricant, viscosity of the lubricant, etc.
  • the control 22 are transferred, this can influence the delivery rate of the conveyors 28, 30 via control lines 32, 34.
  • one or more of the mentioned measured variables can be used as a reference variable.
  • the same arrangement with regard to cooling / heating and lubrication is selected in the present embodiment. There are separate reservoirs for heat transfer medium 16, 16 'and lubricant 14, 14' shown.
  • die 12 and mandrel 18 can also refer the substances from the same reservoir.
  • the components are marked with correspondingly painted reference numerals.
  • Another component of the sensor 20 is provided in the region of the pulling device 24.
  • the pulling force and / or the pulling speed is recorded. This or these measured values are also supplied to the controller 22.
  • the pulling force and / or pulling speed can then be influenced via the control line 36.
  • the control processes can be set up very easily or almost arbitrarily complicated.
  • the temperature detected in the region of the die 12 only influences the delivery rate of the delivery device 28 for the heat transfer medium 16.
  • all the other parameters of the system can also be influenced on the basis of the temperature detection, for example the delivery rate of the conveying device 30 for the lubricant 14 or also the drawing force or the drawing speed.
  • the sensors can serve at numerous locations in the system. For example, it is possible to measure the pressure of the heat transfer medium 16 or the lubricant 14 not in the die 12 or in the mandrel 18 itself, but elsewhere in the system. If one wants to have precise information about the temperature in the area of the die 12 or in the area of the mandrel 18, this should however be detected as close as possible to the places of interest. However, it is also possible in the closed cooling and / or heating system, to detect the temperature of the heat transfer medium 16 before entering the die 12 and after its exit. This information, possibly combined with the flow rate of the heat transfer medium 16 may be sufficient to reliably control the drawing process. One can speak in this case of a temperature gradient control.
  • the control rule device further comprises an input-output interface 38.
  • This may be, for example, a user interface, so that an operator can directly monitor and influence the drawing process. It can also be an electronic interface to integrate further data processing means in the system.
  • FIG. 2 shows process diagrams.
  • the conventional process for manufacturing pipes proceeds from pre-processes in a step S01.
  • pipes are prefabricated, for example by previous drawing processes or by hammering and welding.
  • These prefabricated pipes must be transported and stored in a step S02, namely in particular in the run-up to a pretreatment in step S03.
  • This pretreatment involves pickling the tubes, ie treating them with chemicals and washing the tubes. From the pickling the tubes must then in turn be transported in a step S04 and sometimes stored, until they are then fed to the actual pulling of the finished tubes in step S05.
  • the inventive process which is shown on the right side of Figure 2, the steps S03 and S04 can be omitted.
  • step S01 After the preparation of the tubes in S01, they only have to be transported to the drawing bench, with possible intermediate storage (step S02), and then immediately initiate the drawing process in step S05.
  • step S02 After the preparation of the tubes in S01, they only have to be transported to the drawing bench, with possible intermediate storage (step S02), and then immediately initiate the drawing process in step S05.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohren, mit einer Matrize, wobei die Matrize Kühl- und/oder Heizbereiche zum Bereitstellen einer Kühlung und/oder Erwärmung und Führungsbereiche zum Führen von Schmiermittel aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Herstellen einer Matrize und eines Dorns, wobei die Matrize und der Dorn zumindest teilweise additiv gefertigt werden.

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Rohren sowie Verfahren zum Herstellen einer
Matrize und eines Dorns
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohren.
Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Herstellen einer Matrize und eines Dorns.
Metallische Rund- oder Profilrohre werden herkömmlich mittels Rohrziehbänken bzw. Rohrziehwerkzeugen hergestellt. Hierfür werden zunächst Vorrohre gefertigt, welche eine vergleichsweise grobe Oberflächenbeschaffenheit sowie freie Querschnitte und Wandstärken aufweisen, die sich von jenen der zu fertigenden Rohren unterscheiden. Das Vorrohr wird durch eine Matrize geführt, und der überstehende Angel des Rohres wird durch eine Ziehvorrichtung festgeklemmt. Indem das Rohr nun mittels der Ziehvorrichtung durch die Matrize gezogen wird, stellt sich dessen Außendurchmesser in Abhängigkeit des Innendurchmessers der Matrize ein. Dabei findet eine Umformung des Rohres statt - das Metall, aus welchem das Rohr gefertigt ist, fließt gegen die Zugrichtung der Ziehbank. Um auch den Innendurchmesser des Rohres festzulegen beziehungsweise zu verändern, kann nach dem Positionieren des Vorrohres in der Matrize ein Dorn in das Rohr eingeführt werden. Dieser bringt eine Gegenkraft zu der von außen durch die Matrize auf das Rohr wirkende Kraft auf, so dass insgesamt sowohl außen als auch innen am Rohr die für die Umformarbeit verursachenden Kräfte anliegen.
Die Vorrohre sind häufig verschweißt. Um ein solches Vorrohr einer Ziehbank zuführen zu können, ist es erforderlich, die Schweißnaht vorher zu entfernen. Im Anschluss daran müssen die Vorrohre einen aufwändigen Prozess durchlaufen, um Verunreinigungen, die beim Entfernen der Schweißnaht entstehen, zu entfernen. Ebenfalls sind durch Transport und Lagerung bewirkte Verunreinigungen zu beseitigen. Weiteren Problemen begegnet man aufgrund langer Liegezeiten der Vorrohre sowie durch ungeeignete Lagerung. Wer- den die Rohre nicht in geeigneter Weise vorbehandelt, so entstehen beim Ziehen sogenannte Rattermarken, also Bereiche, die starke Veränderungen der Reibungswerte des Rohres an Matrize und/oder Dorn bewirken. Solche Rattermarken und Maßfehler können dazu führen, dass das Ziehen der Rohre gänzlich unmöglich wird. Im besten Fall ist es möglich, der Veränderung der Reibungswerte dadurch zu begegnen, dass beim Ziehen die Ziehgeschwindigkeit reduziert wird. Dies treibt die Herstellkosten aufgrund verringerten Durchsatzes in die Höhe. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Notwendigkeit einer aufwändigen Vorbehandlung beispielsweise einer chemischen Vorbehandlung, zu eliminieren. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Herstellen von Rohren, mit einer Matrize, wobei die Matrize Kühl- und/oder Heizbereiche zum Bereitstellen einer Kühlung und/oder Erwärmung und Führungsbereiche zum Führen von Schmiermittel aufweist. Hierdurch gelingt es, den Ziehprozess in kontrollierter Weise ablaufen zu lassen. Bei der Umformung der Rohre entsteht durch die Umformarbeit Wärme, die den gesamten Umformvorgang rückkoppelnd beeinflusst. Wirkt man der durch die Wärmeentstehung verursachten Temperaturerhöhung gezielt entgegen, nämlich durch die genannten Kühlbereiche, so können hierdurch definierte Verhältnisse eingestellt werden. Erhöhte beziehungsweise schwankende Reibungswerte können durch den gezielten Einsatz von Schmiermittel ausgeglichen werden. Ebenfalls ist es denkbar, Abschnitte der Matrize durch Heizbereiche zu er- wärmen, wenn dies die Prozessführung im Einzelfall günstig gestaltet.
Nützlicherweise ist vorgesehen, dass die Kühl- und/oder Heizbereiche zumindest teilweise Führungsbereiche zum Führen eines Wärmeträgermediums sind. Das Kühlen und das Erwärmen erfolgen also dadurch, dass von außen ein Wärmeträger in das System einge- bracht wird.
Ebenfalls ist es möglich, dass die Kühl- und/oder Heizbereiche zumindest teilweise eine elektrische Kühlung und/oder Erwärmung zur Verfügung stellen. In diesem Fall sind Heizdrähte und/oder elektrische Kühlelemente, beispielsweise Peltier-Elemente, in der Matrize vorgesehen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Matrize Führungsbereiche zum Führen weiterer Substanzen aufweist. Solche weiteren Substanzen können Chemikalien sein, die der Reinigung oder der Oberflächenveränderung der Rohre vor und/oder bei dem Umformen der Rohre dienen. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Dorn vorgesehen ist, wobei der Dorn Kühl- und/oder Heizbereiche zum Bereitstellen einer Kühlung und/oder Erwärmung und/oder Führungsbereiche zum Führen von Schmiermittel aufweist. Somit können im Innenbereich des Rohres durch den Dorn dieselben Vorteile bewirkt werden, wie im Außenbereich durch die Matrize.
Dies gilt auch in dem Zusammenhang, dass der Dorn Führungsbereiche zum Führen weiterer Substanzen aufweist. Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass die Führungsbereiche zumindest teilweise durch Kanäle gebildet sind. Diese Kanäle zum Führen des Wärmeträgers, des Schmiermittels und/oder sonstiger Substanzen beziehungsweise Chemikalien sind im bevorzugten Fall einfach durch fehlendes Material in der Matrize und/oder dem Dorn gebildet. Ebenfalls ist es aber auch denkbar, Leitungen aus zusätzlichem Material innerhalb der Matrize und des Dorns auszubilden.
Ebenfalls ist es möglich, dass die Führungsbereiche zumindest teilweise durch poröse Strukturen gebildet sind. Die in die Matrize und/oder den Dorn eingebrachten Fluide können die porösen Strukturen durchdringen, insbesondere unter Druck, so dass die Fluide auf diese Weise ihre gewünschten Zielorte erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsbereiche zum Führen des Wärmeträgermediums zumindest teilweise in ein geschlossenes Kühl- und/oder Heizsystem eingebunden sind. Der Wärmeträger durchläuft also einen geschlos- senen Kreislauf, welcher zumindest ein Wärmeträgerreservoir und eine Fördervorrichtung für den Wärmeträger enthält.
Ebenfalls kann aber vorgesehen sein, dass die Führungsbereiche zum Führen des Wärmeträgermediums zumindest teilweise in ein offenes Kühl- und/oder Heizsystem einge- bunden sind. Der Wärmeträger kann also im Bereich der Matrize und/oder des Dorns austreten und die Oberflächen des Rohres umspülen. Hierdurch erlangt der Wärmeträger eine Doppelfunktion: Er sorgt für das Kühlen oder Erwärmen und gleichzeitig reinigt er die Oberflächen des Rohres. Eine solche reinigende Wirkung kann auch durch das Schmiermittel erzielt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Sensorik zum Erfassen von Temperatur und/oder Druck und/oder Strömungsgeschwindigkeit und/oder Ziehkraft und/oder Ziehgeschwindigkeit vorgesehen ist. Kennt man die genannten von der Sensorik erfassten Größen, so ist auf dieser Grundlage eine Reaktion zur Beeinflussung des Ziehprozesses möglich. Alle genannten Größen können dann beeinflusst werden, beispielsweise durch die bereitgestellte Wärme des Wärmeträgers und/oder des Schmiermittels, den Druck dieser Medien und/oder deren Strömungsgeschwindigkeit. Die Sensorik für die Ziehkraft bei bekannter Ziehgeschwindigkeit beziehungsweise für die Ziehgeschwindigkeit bei bekannter Ziehkraft kann genutzt werden, um die Ziehkraft zu verändern beziehungsweise zur Veränderung der pro Zeiteinheit zur Verfügung gestellten Schmiermittelmenge. Ebenfalls können in Abhängigkeit von Ziehkraft beziehungsweise Ziehgeschwindigkeit Temperatur oder Druck der Medien verändert werden. Nützlicherweise geschieht dies dadurch, dass mindestens eine Regelung vorgesehen ist, die auf der Grundlage der Sensorik arbeitet. In einer solchen Regelung können also viele Daten der Sensorik sowie sonstige Daten zusammenlaufen, um auf diese Weise den Ziehprozess zu optimieren. Ein weiterer wichtiger Parameter, welcher Grundlage für die Regelung sein kann, ist die Viskosität des Schmiermittels, diese kann ebenfalls durch Sensorik erfasst werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Viskositätsdaten des Schmiermittels beziehungsweise Parameter, die die Viskosität des Schmiermittels kennzeichnen, der Regelung auf andere Weise zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise durch manuelle Eingabe oder durch digitales Einlesen von Produktinformationen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Matrize für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Matrize zumindest teilweise additiv gefertigt ist. Herkömmlicherweise werden Matrizen für Ziehbänke gegossen und durch subtraktive Verfahren, etwa Fräsen, gefertigt. Die additive Fertigungstechnik ermöglicht nun, wesentlich diffizilere Strukturen in die Matrize einzubringen, als dies bei subtraktiven Verfahren möglich wäre. Dies betrifft insbesondere die Kanäle und die porösen Strukturen, die vorteilhafter vorgesehen sein können. Als besonders vorteilhaft ist zu vermerken, dass äußere Teile der Matrize nach wie vor in herkömmlicher Fertigungstechnik hergestellt werden können. Es reicht mitunter aus, die inneren Bereiche der Matrize, also die Bereiche der Matrize, die in unmittelbarer Nähe des Rohres liegen, additiv zu fertigen, um eben diese Bereiche mit den genannten diffizilen Strukturen zu versehen. Bei Erreichen der Werkzeugstandzeit reicht es dann aus, nur den additiv gefertigten Teil der Matrize auszutauschen. Ein weite- rer Vorteil besteht darin, dass für verschiedene Aufgaben unterschiedliche additiv gefertigte Einsätze lagernd gehalten werden oder speziell gefertigt werden können.
Gleiches gilt für das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Dorns für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei der Dorn zumindest teilweise additiv gefertigt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit metallischen Rohren beschrieben, wobei der Fokus tatsächlich auf Stahlrohren liegt. Allerdings ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit dem Ziehen sonstiger Metallrohre, beispielsweise von Aluminiumrohren eingesetzt werden. Es ist sogar möglich, Kunststoff röhre auf der erfindungsgemäßen Grundlage zu fertigen. Es wurde auch erwähnt, dass die Vorrohre häufig geschweißt sind. Ebenfalls ist es aber möglich, die Vorteile der Erfindung im Zusammenhang mit gezogenen Vorrohren zum Einsatz zu bringen. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben.
Figur 1 zeigt ein Systemdiagramm zur Erläuterung der Erfindung. Figur 2 zeigt Verfahrensdiagramme.
Figur 1 zeigt ein Systemdiagramm zur Erläuterung der Erfindung. Als Komponenten einer Ziehbank sind eine Matrize 12, eine Ziehvorrichtung 24 und ein Dorn 18 dargestellt. Ein Rohr 10 ist in die Matrize 12 eingeführt, und der überstehende Angel 26 des Rohres 10 ist von der Ziehvorrichtung 24 festgeklemmt. Der Dorn 18 ist in das Rohr 10 eingeführt. Beim Ziehprozess wird das Rohr 10 nach links durch die Matrize 12 hindurchgezogen, wobei die Umformarbeit durch die Kräfte bewirkt wird, die von der Matrize 12 und dem Dorn 18 auf das Rohr aufgebracht werden. Die Matrize 12 wirkt von außen auf das Rohr 10. Der Dorn 18 wirkt von innen auf das Rohr 10.
Die unterbrochenen Linien symbolisieren eine Sensorik 20, wobei Messsignale dieser Sensorik einer Regelung 22 zugeführt werden, welche Bestandteil einer Steuer-Regel- Einheit sein kann. Die Matrize 12 steht über einer Fördereinrichtung 28 mit einem Reservoir in Verbindung, das ein Wärmeträgermedium 16, beispielsweise Wasser, enthält. Durch Betrieb der För- dereinrichtung 28 kann der Matrize 12 auf diese Weise Wärmeträgermedium 16 zugeführt werden. Dieses Wärmeträgermedium 16 gelangt dann in Führungsbereiche innerhalb der Matrize 12, welche das Wärmeträgermedium 16 gezielt an vorgegebene Orte transportieren, insbesondere dorthin, wo aufgrund der Umformarbeit starke Temperaturerhöhungen zu verzeichnen sind. Ebenso steht die Matrize 12 über eine weitere Fördereinrichtung 30 mit einem Reservoir in Verbindung, das ein Schmiermittel 14 enthält. Durch Betrieb der Fördereinrichtung 30 kann das Schmiermittel 14 zur Matrize 12 gefördert werden. Auch das Schmiermittel 14 gelangt in Führungsbereiche der Matrize, um dann gezielt dort auszutreten, wo Reibung zwischen dem Rohr 10 und der Matrize 12 auftritt. Hierdurch wird die Reibung herabgesetzt. Ebenso wie das Schmiermittel 14 kann auch das Wärmeträgermedium 16 an den zu kühlenden - oder eventuell auch zu erwärmenden - Orten austreten. Jedoch ist es auch möglich, dass das Kühl- und/oder Heizsystem ein geschlossenes System ist. In diesem Fall wird das Wärmeträgermedium 16 in sein Reservoir zurückgeführt.
Mittels der Sensorik 20 können Messgrößen im Bereich der Matrize 12 erfasst werden, etwa Temperatur, Druck des Wärmeträgermediums, Druck des Schmiermittels, Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums, Strömungsgeschwindigkeit des Schmiermittels, Viskosität des Schmiermittels etc. In Abhängigkeit der so erfassten Mess- werte, die der Regelung 22 übergeben werden, kann diese über Steuerleitungen 32, 34 die Förderleistung der Fördereinrichtungen 28, 30 beeinflussen. Je nach Bedarf können eine oder mehrere der genannten Messgrößen als Führungsgröße eingesetzt werden. Im Zusammenhang mit dem Dorn 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselbe Anordnung im Hinblick auf Kühlung/Erwärmung und Schmierung gewählt. Es sind getrennte Reservoirs für Wärmeträgermedium 16, 16' und Schmiermittel 14, 14' dargestellt. Matrize 12 und Dorn 18 können die Substanzen aber auch aus dem jeweils selben Reservoir beziehen. Die Komponenten sind mit entsprechend gestrichenen Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf die Kühlung oder Schmierung des Dorns 18 kann aber auch unter Umständen ganz oder teilweise verzichtet werden, insbesondere bei der Fertigung dünner Rohre, wobei es sogar unmöglich sein kann, den Dorn 18 mit entsprechenden Führungsbereichen für Wärmeträger und Schmiermittel auszustatten. Ein weiterer Bestandteil der Sensorik 20 ist im Bereich der Ziehvorrichtung 24 vorgesehen. Hier wird die Ziehkraft und/oder die Ziehgeschwindigkeit erfasst. Auch dieser oder diese Messwerte werden der Regelung 22 zugeführt. Über die Steuerleitung 36 können dann Ziehkraft und/oder Ziehgeschwin- digkeit beeinflusst werden. Die Regelvorgänge können sehr einfach oder auch nahezu beliebig kompliziert aufgesetzt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die im Bereich der Matrize 12 erfasste Temperatur lediglich Einfluss auf die Förderleistung der Fördereinrichtung 28 für das Wärmeträgermedium 16 nimmt. Im komplexen Fall können auf der Grundlage der Temperaturer- fassung aber auch sämtliche andere Parameter des Systems beeinflusst werden etwa die Förderleistung der Fördereinrichtung 30 für das Schmiermittel 14 oder auch die Ziehkraft beziehungsweise die Ziehgeschwindigkeit.
Die nicht dargestellten Sensoren können an zahlreichen Orten im System ihren Dienst erfüllen. Beispielsweise ist es möglich, den Druck des Wärmeträgermediums 16 oder des Schmiermittels 14 nicht in der Matrize 12 oder im Dorn 18 selber zu messen, sondern an anderer Stelle im System. Will man genaue Auskunft über die Temperatur im Bereich der Matrize 12 oder im Bereich des Dorns 18 haben, sollte diese jedoch möglichst nah an den interessierten Orten erfasst werden. Jedoch ist es im geschlossenen Kühl- und/oder Heizsystem auch möglich, die Temperatur des Wärmeträgermediums 16 vor dem Eintritt in die Matrize 12 und nach dessen Austritt zu erfassen. Diese Information, möglicherweise kombiniert mit der Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums 16 kann ausreichen, um den Ziehprozess zuverlässig zu regeln. Man kann in diesem Fall von einer Temperaturgradientenregelung sprechen.
Die Steuer-Regel-Einrichtung weist ferner eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 38 auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine Nutzerschnittstelle handeln, so dass eine Bedienperson den Ziehprozess direkt überwachen und beeinflussen kann. Ebenfalls kann es sich um eine elektronische Schnittstelle handeln, um weitere datenverarbeitende Mittel in das System einzubinden.
Figur 2 zeigt Verfahrensdiagramme. Der herkömmliche Prozess zum Fertigen von Rohren geht in einem Schritt S01 von Vorprozessen aus. Hier werden Rohre vorgefertigt, etwa durch vorhergehende Ziehprozesse oder durch Hämmern und Schweißen. Diese vorgefer- tigten Rohre müssen in einem Schritt S02 transportiert und gelagert werden, nämlich insbesondere im Vorlauf zu einer Vorbehandlung in Schritt S03. Diese Vorbehandlung schließt das Beizen der Rohre ein, also deren Behandlung mit Chemikalien und ein Waschen der Rohre. Von der Beizerei müssen die Rohre in einem Schritt S04 dann wiederum transportiert und mitunter gelagert werden, bis sie dann dem eigentlichen Ziehen der ferti- gen Rohre in Schritt S05 zugeführt werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Ablauf, der auf der rechten Seite der Figur 2 dargestellt ist, können die Schritte S03 und S04 entfallen. Nach der Vorbereitung der Rohre in S01 müssen diese lediglich zur Ziehbank transportiert werden, mit eventueller Zwischenlagerung (Schritt S02), um dann sogleich den Ziehvorgang in Schritt S05 einzuleiten. Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10 Rohr
12 Matrize
14 Schmiermittel
16 Wärmeträgermedium
18 Dorn
20 Sensorik
22 Regelung
24 Ziehvorrichtung
26 Angel
28 Fördereinrichtung
30 Fördereinrichtung
32 Steuerleitung
34 Steuerleitung
36 Steuerleitung
38 Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10), mit einer Matrize (12), wobei die Matrize (12) Kühl- und/oder Heizbereiche zum Bereitstellen einer Kühlung und/oder Erwärmung und Führungsbereiche zum Führen von Schmiermittel (14) aufweist.
2. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kühl- und/oder Heizbereiche zumindest teilweise Führungsbereiche zum Führen eines Wärmeträgermediums (16) sind.
3. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl- und/oder Heizbereiche zumindest teilweise eine elektrische Kühlung und/oder Erwärmung zur Verfügung stellen.
4. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (12) Führungsbereiche zum Führen weiterer Substanzen aufweist.
5. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dorn (18) vorgesehen ist, wobei der Dorn (18) Kühl- und/oder Heizbereiche zum Bereitstellen einer Kühlung und/oder Erwärmung und/oder Führungsbereiche zum Führen von Schmiermittel (14) aufweist.
6. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (18) Führungsbereiche zum Führen weiterer Substanzen aufweist.
7. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbereiche zumindest teilweise durch Kanäle gebildet sind.
8. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprü- chen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbereiche zumindest teilweise durch poröse Strukturen gebildet sind.
9. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbereiche zum Führen des Wärmeträgermediums (16) zumindest teilweise in ein geschlossenes Kühl- und/oder Heizsystem eingebunden sind.
10. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbereiche zum Führen des Wärmeträgermediums (16) zumindest teilweise in ein offenes Kühl- und/oder Heizsystem eingebun- den sind.
1 1 . Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik (20) zum Erfassen von Temperatur und/oder Druck und/oder Strömungsgeschwindigkeit und/oder Ziehkraft und/oder Ziehge- schwindigkeit vorgesehen ist.
12. Vorrichtung zum Herstellen von Rohren (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Regelung (22) vorgesehen ist, die auf der Grundlage der Sensorik (20) arbeitet.
13. Verfahren zum Herstellen einer Matrize (12) für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Matrize (12) zumindest teilweise additiv gefertigt wird.
14. Verfahren zum Herstellen eines Dorns (18) für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei der Dorn (18) zumindest teilweise additiv gefertigt wird.
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