DE1230822B

DE1230822B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Erwaermung langgestreckter Werkstuecke

Info

Publication number: DE1230822B
Application number: DEY177A
Authority: DE
Inventors: Charles Mac Gregor
Original assignee: MAC GREGOR BROTHERS
Current assignee: MAC GREGOR BROTHERS
Priority date: 1955-03-03
Filing date: 1956-03-03
Publication date: 1966-12-22
Also published as: BE574751Q; GB826382A; US2858122A; FR1150693A; GB826380A; GB826381A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C21d

Deutsche Kl.: 18 c -9/00

Nummer: 1230 822

Aktenzeichen: Y177 VI a/18 c

Anmeldetag: 3. März 1956

Auslegetag: 22. Dezember 1966

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erwärmung langgestreckter Werkstücke, die sich leicht um ihre Längsachse drehen lassen, z. B. Stählrohre, Stangen u. dgl., in einem Ofen, wobei die Werkstücke zunächst in axialer Richtung in den Ofen eingeführt und dann quer durch den Ofen, etwa rechtwinklig zur Achse der Werkstücke, jeweils um Bruchteile der Ofenbreite weiterbewegt werden, indem sie abwechselnd von zwei Gruppen in der Bewegungsrichtung ίο der Werkstücke quer durch den Ofen angeordneter, mit Zähnen versehener Stangen getragen werden und siöh dabei um ihre Achsen drehen, worauf die Werkstücke in einer Bewegungsrichtung parallel zu einer der Eingangsseite gegenüberliegenden Ofenseite in der Nähe dieser Stelle ausgetragen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Werkstücke außerdem während ihres Eintritts in den Öfen noch um ihre¹ Achsen gedreht werden und die Drehung der Werkstücke auf ihrem Weg quer düreh den Ofen am ao Anfang und am Ende eines jeden der kleinen aufeinanderfolgenden Bewegungsabschnitte herbeigeführt wird; während sie jeweils zwischen den kleinen Bewegungsabschnitten abgestoppt wird und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Beim Erhitzen von Stahlrohren, Stangen u. dgl. zwecks Warmbehandlung oder Vorerhitzen ist es sehr wichtig, daß die Werkstücke durch und durch gleichmäßig erhitzt werden. Abgesehen von metallurgischen Erfordernissen, verzieht und verbiegt sich z. B. ein Rohr beim Erhitzen, wenn ein Teil auf eine höhere Temperatur als andere Teile erhitzt wird.

Es ist bereits ein Verfahret! zur kontinuierlichen Erwärmung langgestreckter Werkstücke bekannt, bei dem die Werkstücke in axialer Richtung in den Ofen eingeführt und dann quer durch den Ofen, etwa rechtwinklig zur Achse der Werkstücke, jeweils um Bruchteile der Ofenbreite weiterbewegt werden, indem sie abwechselnd von zwei Gruppen in der Bewegungsrichtung der Werkstücke quer durch den Ofeü angeordneter, mit Zähnen versehener Stangen getragen werden und sich dabei um ihre Achsen •drehen, worauf die Werkstücke in einer Bewegungsrichtung parallel zu einer der Eingangsseite gegenüberliegenden Ofenseite in der Nähe dieser Seite ausgetragen werden.

Bei diesem bekannten Verfahren drehen sich die Werkstücke zwar während ihrer Bewegung quer durch den Öfen, jedoch hängen die Vorwärtsbewegungen und Drehungen der Werkstücke dabei nur von dör Schwerkraft ab, die durch das Gefälle der Stangenoberfläche bedingt wird. Auch ist keine ge-Verf ähren und Vorrichtung zur kontinuierlichen
Erwärmung langgestreckter Werkstücke

Anmelder:

Mac Gregor Brothers, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener und Dr. H. J. Wolff,

Rechtsanwälte,

Frankfurt/M.-Höchst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:
Charles Mac Gregor,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 3. März 1955 (491973)

steuerte Drehung der Werkstücke zu Beginn und am Ende eines jeden Bewegungsabschnittes und ein Aussetzen der Drehung zwischen zwei aufeinanderfolgengenden Bewegungsabschnitten vorgesehen. Daher stoßen die Werkstücke mit ziemlicher Wucht gegen die Zähne der gezahnten Stangen, wodurch Einkerbungen auf den Werkstücken entstehen können. Derartige Beschädigungen werden durch die gesteuerte Drehung der Werkstücke bei der Querbewegung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden. Ferner werden erfindungsgemäß die Werkstücke auch bei ihrem Eintritt in den Ofen gedreht, um ein Verziehen der Werkstücke durch ungleichmäßige Erwärmung beim Eintritt in den Ofen zu verhindern.

Es ist zwar auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Werkstücke in axialer Richtung in den Ofen eingeführt und dabei um ihre Achse gedreht werden; bei diesem Verfahren fehlt jedoch eine Querbewegung der Werkstücke, und es hat eine sehr geringe Durchsatzgeschwindigkeit.

Eine weitere bekannte Vorrichtung enthält zwar abgeschrägte Rollen, auf denen die Werkstücke bei ihrem Durchgang durch eine Vorheizzone um ihre Achsen gedreht werden; wenn aber die Werkstücke in den Heizraum des Ofens eintreten, werden sie nicht mehr um ihre Achsen gedreht.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem Ofen, in dem wenigstens zwei Gruppen von zueinander par-

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allelen, aber etwas voneinander entfernten gezahnten Stangen quer durch den Ofen und in der Bewegungsrichtung der Werkstücke durch ihn angeordnet sind, wobei wenigstens eine dieser Gruppen gezahnter

richtung auch Werkstücke von verschiedenen anderen Formen handhaben kann.

Nach F i g. 1 werden Rohre 18 an einen Ofen 19 herangebracht und durch eine Eingangsöffnung 19 a

Diese Drehung hält das Rohr gerade und beseitigt außerdem Verbiegungen, die vor Einführung des Rohres in den Ofen entstanden waren.

Die Träger 23 heben das Rohr von den Rollen 20 ab und legen es auf feststehende gezahnte Stangen 24, die parallel zueinander oberhalb des Feuerraumes quer durch den Ofen verlaufen. Durch Betätigung beweglicher gezahnter Stangen 25, die neben

Stangen gegenüber den anderen Gruppen in der 5 auf üblichen, schräg gestellten Rollen 20 eingeführt, Senkrechten beweglich ist und eine Anzahl gleich- von denen jede von einem Antrieb 21 angetrieben artiger Zähne auf der Oberseite beider Gruppen von wird. Die Rollen 20 tragen das Rohr entlang einer Stangen angeordnet sind, wobei die Oberseiten der Seite des Ofens bis zu dessen Ende, wo es auf eine gezahnten Stangen zwischen den Zähnen die Form Prellvorrichtung 22 stößt. Die Rollen 20 bewegen von Trögen haben, wobei die tiefste Stelle eines zwi- io das Rohr nicht nur vorwärts entlang der Seite des sehen zwei Zähnen liegenden Troges von dem zwei- Ofens, sondern drehen es auch um seine Achse, ten Zahn, in der Bewegungsrichtung des Werkstückes
gesehen, etwas entfernt, aber näher an dem zweiten
Zahn liegt als dem ersten und wobei die Oberseiten
auch die Form einer glatten Kurve an und in der 15
Nähe der genannten tiefsten Stelle des Troges haben
und wobei die Zähne in einer Gruppe gezahnter
Stangen versetzt in der Bewegungsrichtung der Werkstücke gegenüber den Zähnen der anderen Gruppen

sind, und ist gekennzeichnet durch sich drehende 20 den gezahnten Stangen 24 und parallel zu diesen Rollen, die entlang einer Längsseite des Ofens so verlaufen, werden die Rohre von den feststehenden angeordnet sind, daß sie nacheinander Werkstücke gezahnten Stangen 24 abgehoben und an einem in Empfang nehmen können, die in den Ofen einge- Punkt näher zur anderen Seite des Ofens zurück auf führt werden, und diese Werkstücke während der die unbeweglichen gezahnten Stangen gelegt. Die Einführung drehen können, während die gezahnten 25 Rohre werden während ihrer Bewegung über die geOberseiten der' Stangen die einzigen Unterlagen für zahnten Stangen auch um ihre eigene Achse gedie Werkstücke während ihres Weges quer durch dreht. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis den Ofen hindurch bilden, so daß die Werkstücke das Rohr durch die gesamte Breite des Ofens hinfrei nach der tiefsten Stelle des zwischen zwei Zäh- durchbewegt wurde, sodann rollt es von den Enden nen liegenden Troges der einen gezahnten Stange 30 der unbeweglichen gezahnten Stangen auf eine weirollen können, sobald die andere gezahnte Stange tere Gruppe schräg gestellter Rollen 26, die von den diesen Trog freigegeben hat. Antrieben 27 angetrieben werden, und hinaus durch

Die Zeichnungen dienen der Erläuterung bevor- ^eme Ausgangsöffnung 28 am Ende des Ofens entzugter Ausführungsformen der Erfindung. gegengesetzt der Eingangsöffnung. Die Rollen 26

Fig. 1 ist ein waagerechter Schnitt durch einen 35 drehen die Rohre ebenfalls um ihre Achsen. Beim üblichen, kontinuierlich arbeitenden Ofen, in dem Betrieb der Fördervorrichtung werden die gezahnten das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird; Stangen unter Ausnutzung ihres Fassungsvermögens F i g. 2 ist ein Schnitt entlang der Linien Π-Π der ^mit Rohren gefüllt, so daß jeweils ein Rohr durch Fig. 1; die Eingangsöffnung 19a eintritt, wenn ein anderes

F i g. 3 ist ein Schnitt entlang der Linien ΠΙ-ΙΙΙ 40 Rohr die Ausgangsöffnung 28 verläßt. Um die Erder Fig. 1; hitzungszeit je nach der Größe des zu erhitzenden

Werkstückes zu regulieren, kann die Betriebsgeschwindigkeit verschieden groß gehalten werden.

F i g. 2 und 3 zeigen die Konstruktion der Halte-45 vorrichtungen für die unbeweglichen gezahnten Stangen 24 und die beweglichen gezahnten Stangen 25. Die Grundpfeiler 29 tragen Doppel-T-Träger 30, die sich unterhalb des Herdes 31 quer durch den Ofen

F i g. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linien V-V der Fig. 4;

F i g. 6 ist ein waagerechter Schnitt durch einen Teil der Eingangsseite eines Ofens; Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linien VII-VTI

der Fig. 6; erstrecken und Querträger 32 tragen, die sich in

Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 7, die jedoch 50 Längsrichtung durch den Ofen erstrecken und ihrerdie arbeitenden Teile in einer anderen Stellung zeigt; ^seits Stützbalken 33 tragen, von denen sich einer Fig. 9 ist ein Grundriß des Antriebs für die For- direkt unterhalb jeder unbeweglichen gezahnten dervorrichtung. Stange 24 befindet und diese trägt. Die Stützbalken

Fig. 10 bis 13 sind schematische Ansichten, welche 33 tragen außerdem die Grundplatte 31a für den einen Arbeitsgang der Fördervorrichtung bei Be- 55 Herd. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, erstrecken sich wegung runder Werkstücke durch den Ofen zeigen; die Sockel 34 in bestimmten Abständen entlang der

Stützbalken 33 durch den Herd 31 aufwärts und besitzen an ihren oberen Flächen von zwei Flanschen 35 und 36 gebildete Gabeln, auf denen die gezahnten 60 Stangen 24 aufliegen. Durch Bolzen 37 sind die gezahnten Stangen 24 an den Gabeln befestigt.

Gemäß F i g. 2 und 3 tragen zwei Hauptträger 38 und 39 die beweglichen gezahnten Stangen 25. Diese Träger ruhen auf Schubstangen 4OA und 40 B und

sonders für die Warmbehandlung von "Stahlrohren, 65 erstrecken sich im rechten Winkel zu den gezahnten insbesondere solchen, die für die Tiefbohrung be- Stangen 24 und 25 im wesentlichen durch die gesamte stimmt sind. Sie wird daher unter besonderer Bezug- Länge des Ofens. Die Hauptträger 38 und 39 tragen nähme auf diese Rohre beschrieben, obwohl die Vor- mehrere Querträger 41, von denen immer einer

F i g. 14 bis 19 sind schematische Ansichten, die eine andere Arbeitsweise der Vorrichtung zur Bewegung runder Werkstücke durch den Ofen zeigen, und

F i g. 20 bis 25 sind schematische Ansichten, welche die Arbeit der Fördervorrichtung bei Bewegung rechteckiger Werkstücke durch den Ofen zeigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich be-

unterhalb des Herdes 31 unter jeder beweglichen gezahnten Stange 25 liegt. In bestimmten Abständen entlang der Träger 41 ragen Sockel 42 aufwärts durch öffnungen 43 in den Herd und tragen an ihren oberen Enden die beweglichen gezahnten Stangen 25. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, besitzen die oberen Enden der Sockel 42 aus den Flanschen 44 gebildete Gabeln, auf denen die gezahnten Stangen 25 ruhen, wobei die gezahnten Stangen zwischen den Flanschen 44 durch Bolzen 45 festgehalten werden. Gemäß F i g. 2 und 4 unterstützen die zwischen den Trägern 41 verlaufenden Querträger 46 die senkrechte Ausrichtung der Träger 41 und Sockel 42 zu den Öffnungen 43 im Herd.

F i g. 4 zeigt außerdem den Antrieb für die Schubstangen 40 B. Eine Antriebswelle 47, die sich in den auf den Sockeln 49 befestigten Lagern 48 dreht, treibt einen Exzenter 50 an. Eine auf den Walzenlagern 52 um den Exzenter 50 sich drehende Buchse 51 trägt die Schubstange 40 B. Die Stange 40 B besitzt an ihrem oberen Rande einen vergrößerten Teil

53 mit einem Lager, durch das sich ein Gelenkbolzen

54 erstreckt. Der Bolzen 54 ragt außerdem durch zwei Schenkel 55 und 56 einer auf dem unteren Flansch des Trägers 39 befestigten Gabel 57. Bei Drehung der Welle 47 dreht sich der Exzenter 50, der seinerseits eine kreisförmige Bewegung der Buchse 51 und infolgedessen auch der Schubstange 402? in einer Ebene parallel zu den Längsachsen der beweglichen gezahnten Stangen 25 verursacht. Diese kreisförmige Bewegung in Zusammenwirkung mit der Form der oberen Flächen der gezahnten Stangen 24 und 25 verursachen die Bewegung der Rohre quer durch den Ofen.

Die drehbare Verbindung zwischen den Schubstangen 40 B und dem Träger 39 erlaubt eine Ausdehnung der Träger infolge der Ofenhitze. Die Stangen 40^4 unter dem Träger 38 werden in der gleichen Weise wie die Stangen 405 angetrieben. Sie unterscheiden sich jedoch etwas hinsichtlich ihrer Bauart. Die Schubstangen 40^4 sind durch einen Bolzen 54 nicht drehbar an den Träger 38 befestigt, werden jedoch durch Platten52Λ und 52B (Fig. 2 und 3) starr festgehalten, die sich von der Buchse 51 aufwärts erstrecken und einen rechtwinkligen Raum bilden, in dem die Schenkel einer Gabel ähnlich der Gabel 57 (F i g. 4) sitzen.

Wären beide Stangen 40^4 und 40 B drehbar an den Trägern 38 und 39 befestigt, so können sich die Buchsen 51 frei um die Exzenter 50 drehen, und die Träger würden fallen. Dies wird durch die starre Verbindung der Schubstangen 40^4 mit dem Träger 38 verhindert. Diese Verbindung wird durch eine Platte 52C (Fig. 3) verstärkt, die an der Buchse51 und den Platten 52^4 befestigt ist, unter den Trägern 38 und 39 hervorragt und die untere Fläche eines Querträgers 52 D₁ der sich zwischen den Trägern 38 und 39 erstreckt, erfaßt, jedoch nicht an ihr befestigt ist.

Da es für den Ofenbetrieb wichtig ist, daß der Herd verschlossen ist, um ein Aufsteigen kalter Luftzüge durch den Herd zu verhüten, wird in F i g. 4 und 5 gezeigt, wie die Öffnungen 43, durch welche die Sockel 42 ragen, abgedichtet sind und wie gleichzeitig für die kreisförmige Bewegung der Sockel zwischen den Rändern der Öffnungen 43 und den Sockeln 42 beträchtlicher Spielraum geschaffen wird. Direkt unterhalb der Herdgrundplatte 31a sind Platten 58 mit Öffnungen 61 (Fig. 5) vorgesehen, die verhältnismäßig dicht um die Sockel 42 schließen.

Die Platten 58 verlaufen quer über den Öffnungen 43 im Herd und werden durch Führungen 62 gegen die Grundplatte 31a gehalten. Die Führungen 62 erlauben die Rückwärts- und Vorwärtsbewegung der Platte mit den Sockeln 42 und bedecken gleichzeitig die Öffnungen 43.

Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen

ίο Teil der Eingangsseite eines mit der Fördervorrichtung ausgestatteten Ofens und zeigt den Antrieb für eine der schräggestellten Rollen 20 sowie den Betriebsmechanismus für die Träger 23. Jede Rolle 20 wird von einem Motor 63, einer rechtwinkligen Getriebeuntersetzung64 und einer Welle 65 angetrieben. Die Träger 23 sind an ihrem einen Ende auf einer Welle 66 befestigt, die sich im wesentlichen längs des Ofens auf dessen Außenseite erstreckt. Soll ein Rohr von den Rollen 20 abgehoben und auf den unbewegliehen gezahnten Stangen 24 abgelegt werden, so wird die Welle 66 so gedreht, daß sich die freien Enden der Träger 23 heben.

Ein Motor 67 dreht die Welle 66 je nach Bedarf. Der Motor 67 dreht durch eine Getriebeuntersetzung 68 eine Kurbel 69, die ihrerseits einen Hebel 70 zieht, der mit seinem einen Ende an der Kurbel und mit seinem anderen Ende am einen Ende eines Hebels 71 befestigt ist. Das andere Ende des Hebels 71 ist an der Welle 66 befestigt. Aus den F i g. 7 und 8 geht hervor, daß durch Drehung der Kurbel 69 der Hebel 71 abwärts gezogen wird und damit die Welle im Uhrzeigersinn dreht sowie die freien Enden der Träger 23 hebt.

Aus F i g. 7 und 8 geht ferner hervor, daß jeder Träger 23 einen kurzen Teil 23 a enthält, der von Welle 66 nach unten und auf die Ofenwand zu verläuft. Jeder Träger erstreckt sich sodann im allgemeinen waagerecht, wie bei 23 b, von dem kurzen Teil 23 α durch eine öffnung 72 in der Ofenwand.

Der Teil 23 c jedes Trägers, der sich innerhalb des Ofens befindet, ist gerade und unterhalb der das Rohr tragenden Flächen der Rollen 20 nach unten geneigt. Die Teile 23 c sind an den Enden der Träger nach oben gebogen und bilden Anschläge 23 d.

F i g. 7 und 8 erläutern auch die Arbeitsweise der Träger. Bei Einführung eines Rohres in den Ofen durch die Eingangsöffnung 19 auf die Rollen 20 befinden sich die Träger in ihrer gesenkten Stellung (Fig. 7), und das Rohr gleitet über sie hinweg, bis es auf die Prellvorrichtung 22 stößt. Danach setzt man den Motor 67 in Gang, so daß die freien Enden der Träger in die in F i g. 8 gezeigte Stellung gehoben werden. Während der Bewegung der Träger aus der in F i g. 7 gezeigten Tiefstellung in die in F i g. 8 gezeigte Hochstellung erheben sich die Träger gegen das Rohr 18 und heben es von den Rollen 20 ab. Sobald das Rohr von den Rollen 20 abgehoben ist, rollt es die Teile 23 c der Träger hinunter, bis es auf die Anschläge 23 d an den Enden der Träger stößt.

Wie aus F i g. 8 hervorgeht, befindet sich das Rohr sodann senkrecht oberhalb der Enden der unbeweglichen gezahnten Stangen 24. Durch fortgesetzte Drehung der Kurbel 69 durch den Motor 67 senken sich die freien Enden der Träger und legen das Rohr 18 auf den Enden der gezahnten Stangen 24 ab.

Der Antrieb für die beweglichen gezahnten Stangen 25 ist in Fig. 9 gezeigt. Ein mittels Getriebeuntersetzung 74 und Wellen 75 arbeitender

Motor 73 dreht zwei rechtwinklige Antriebe 76 (je einen für die Hauptträger 38 und 39). Die rechtwinkligen Antriebe 76 treiben jeweils die Wellen 47 an, die ihrerseits die Exzenter 50 antreiben.

Fig. 10 bis 13 sind schematische Bilder und zeigen die Tätigkeit der gezahnten Stangen 24 und 25 bei der Bewegung der Rohre. Hier werden die unbeweglichen gezahnten Stangen 24 durch ausgezogene Linien und die beweglichen gezahnten Stangen 25 durch gestrichelte Linien dargestellt. Die Kreise in Punkt-Strich-Linien zeigen den Weg der beweglichen gezahnten Stangen.

Jede der feststehenden gezahnten Stangen 24 und jede der beweglichen gezahnten Stangen 25 hat längs ihrer oberen Fläche Zähne 24a bzw. 25a. Diese Zähne halten die Rohre und verursachen in Zusammenwirkung mit der den gezahnten Stangen 25 mitgeteilten Bewegung die Bewegung der Rohre auf den gezahnten Stangen quer durch den Ofen sowie gleichzeitig die Drehung jedes Rohres um seine Achse. Die beweglichen gezahnten Stangen 25 sind kürzer als die feststehenden gezahnten Stangen, die Enden der feststehenden gezahnten Stangen ragen über beide Enden der beweglichen gezahnten Stangen hinaus, und die Zähne 25 a auf den beweglichen Stangen liegen etwa in der Mitte zwischen den Zähnen 24 α auf den feststehenden Stangen.

Nimmt man nun an, daß die Träger ein Rohr 18 auf den Eingangsenden der feststehenden gezahnten Stangen abgelegt haben, so setzt man den Antrieb für die beweglichen gezahnten Stangen in Bewegung und verursacht die Bewegung dieser Stangen auf der durch die Punkt-Strich-Kreise in F i g. 10 und 13 angegebenen kreisförmigen Bahn. F i g. 10 zeigt die tiefste Stellung der gezahnten Stangen 25, von der sie sich (Fig. 11) gegen den unteren Teil des Rohres 18 heben. Bei Fortsetzung der Aufwärtsbewegung der gezahnten Stangen 25 dreht sich das Rohr, wird von den feststehenden gezahnten Stangen 24 abgehoben und rollt weiter hinunter in den Trog zwischen den ersten beiden Zähnen 25 α der beweglichen Stange 25 (vgl. Fig. 12, welche die Hochstellung der beweglichen gezahnten Stangen zeigt). Aus dieser Stellung bewegen sich die gezahnten Stangen abwärts, und während dieser Abwärtsbewegung wird das Rohr 18 auf den feststehenden gezahnten Stangen in dem Trog zwischen dem zweiten und dritten Zahn 24 a abgelegt (Fig. 13).

Die beweglichen gezahnten Stangen setzen ihre Abwärtsbewegung von der in Fig. 13 gezeigten Stellung fort, so daß das Rohr sich drehen kann. Sobald sie sich tiefer als die obere Flächen der gezahnten Stangen 24 befinden, rollt Rohr 18 die Tröge zwischen den zweiten und dritten Zähnen 24 α der feststehenden Stangen 24 hinunter in die in F i g. 10 gezeigte Stellung. Zu diesem Zeitpunkt kann ein zweites Rohr in den Trog zwischen den beiden ersten Zähnen auf den feststehenden gezahnten Stangen aufgelegt werden (Fig. 10). Durch Fortsetzung der Bewegung der beweglichen gezahnten Stangen 25 werden beide Rohre vorwärts bewegt.

Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis jeder der Tröge zwischen den Zähnen auf den feststehenden Stangen ein Rohr hält. Bei Fortsetzung der Bewegung der Vorrichtung wird ein Rohr auf die Ausgangsenden der gezahnten Stangen 25 abgelegt. Die Ausgangsenden der gezahnten Stangen bleiben an einer Stelle zwischen den beiden Zähnen 25 α stehen, so daß die auf diesen Enden liegenden Rohre von den Enden der gezahnten Stangen auf die Ausgangsrollen 26 rollen, welche die Rohre durch die Ausgangsöffnung 28 hinaustragen.

Während die Zähne auf den beweglichen Stangen 25 zu den Zähnen auf den feststehenden Stangen 24 in Richtung der Bewegung der Rohre durch den Ofen hin versetzt sind, ist der »Wurf« der Schubstangen und daher die Ausdehnung der waagerechten und

ίο senkrechten Bewegungen der gezahnten Stangen kleiner als der Abstand der Zähne auf diesen Stangen. Dabei sind die Versetzung der Zähne und der Wurf so gewählt, daß die Rohre sich bei ihrer Bewegung quer über die gezahnten Stangen um ihre eigenen Achsen drehen.

Im Hinblick auf die waagerechte Bewegung der gezahnten Stangen 25 .ist ein Mindestwurf der Schubstangen erwünscht, da hierdurch das Rollen der Rohre auf den gezahnten Stangen und damit das Drehen der Rohre um ihre eigenen Achsen am besten bewirkt wird. Hierbei muß selbstverständlich die senkrechte Bewegung (und damit auch die waagerechte Bewegung) der gezahnten Stangen 25 ausreichen, um die Spitzen der Zähne auf den feststehenden gezahnten Stangen 24 zu überwinden. Im Falle der Verwendung eines derartigen Mindestwurfs müssen die Zähne auf den Stangen 25 gegenüber den Zähnen auf den feststehenden Stangen 24 derart versetzt sein, daß die Rohre von der vorderen Schräge jedes Zahnes der feststehenden Stangen abgehoben und auf die hinteren Schrägen dieser Zähne gebracht werden.

An Stelle einer waagerechten Bewegung für die

beweglichen gezahnten Stangen, die kleiner als der Abstand der Zähne auf den Stangen ist, kann die waagerechte Bewegung auch größer als der Zahnabstand sein. Eine derartige Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß abwechselnd Trogreihen leer bleiben und somit das Fassungsvermögen des Ofens nur zur Hälfte ausgenützt wird.

Es ist auch möglich, die Fördervorrichtung so zu betreiben, daß den gezahnten Stangen 35 nur eine senkrechte Bewegung mitgeteilt wird.

In diesem Falle erreicht man die Querbewegung der Rohre nur durch das Rollen der Rohre auf den Schrägen zwischen den Zähnen. Aus F i g. 10 bis 13 geht hervor, daß der unterste Punkt der Tröge zwischen den Zähnen sich nicht in der Mitte zwischen zwei Zähnen, sondern näher am hinteren Zahn (in Richtung der Bewegung des Rohres) von zwei einen Trog bildenden Zähnen befindet. Wird den beweglichen gezahnten Stangen 25 nur eine senkrechte Bewegung mitgeteilt, so müssen sich die tiefsten Punkte der Tröge zwischen den Zähnen nahe dem hinteren von zwei einen Trog bildenden Zähnen befinden, so daß die Rohre einen beträchtlichen Teil der Entfernung zwischen zwei Zähnen rollen können. Ferner müssen die Zähne auf den beweglichen Stangen so zu den Zähnen auf den feststehenden Stangen versetzt sein, daß die Rohre nach ihrer Abhebung durch die beweglichen gezahnten Stangen von den Zähnen der feststehenden Stangen in den Trögen der beweglichen gezahnten Stangen aus einer Stellung oberhalb der vorderen Schrägen in eine Stellung oberhalb der hinteren Schrägen der Zähne der feststehen- den Stangen rollen können. Der Abstand der Zähne sowie die Versetzung der Zähne hängt selbstverständlich von den Durchmessern der durch den Ofen geführten Rohre ab. . . .

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Während die erfindungsgemäße Fördervorrichtung Linien dargestellt, und die Bewegungsrichtung ist

bei nur senkrechter Bewegung der beweglichen ge- durch Pfeile angegeben.

zahnten Stangen betrieben werden kann und zur Gemäß F i g. 14 wurde auf den Enden der fest-Erzielung einer stärkeren Drehung der Rohre auf stehenden gezahnten Stangen 24 ein Rohr 18 abgeden gezahnten Stangen eine geringe waagerechte 5 legt, und die beweglichen gezahnten Stangen 25 beBewegung erwünscht ist, erwies es sich als zweck- finden sich in ihrer tiefsten Stellung. Aus dieser Stelmäßig, den beweglichen gezahnten Stangen min- lung bewegen sie sich aufwärts und in der durch den destens etwas waagerechte Bewegung mitzuteilen, Pfeil angegebenen Richtung nach rechts (Fig. 14), damit bei Einführung eines verbogenen Rohres in bis sie an das Rohr 18 stoßen. Sie heben es an und den Ofen dieses nicht auf den Zähnen der gezahnten io verursachen seine Drehung auf den Zähnen 24 a der Stangen hängen bleibt, weil ein Teil des verbogenen feststehenden Stangen 24 (Fig. 15). Durch fort-Rohres sich auf der einen Seite einer Zahnreihe und gesetzte Aufwärtsbewegung der beweglichen gezahnder andere Teil des Rohres sich auf der anderen Seite ten Stangen kippt das Rohr 18 weiter über die Zähne der gleichen Zähne befindet, so daß das Rohr auf 24a (Fig. 16 und 17), bis es schließlich über die einer Zahnreihe festliegt und nicht von den Zähnen 15 Zähne24α gleitet (Fig. 18). In dieser Stellung wird herabrollen kann. ^es zwischen den Zähnen 24 a der feststehenden

Tm allgemeinen bestimmt die Größe der zu be- Stangen 24 und den Zähnen 25 a der beweglichen arbeitenden Werkstücke den Abstand der Zähne auf Stangen 25 gehalten. Die beweglichen gezahnten den beweglichen und den feststehenden gezahnten Stangen setzen ihre Aufwärtsbewegung fort Stangen. Es kann also auf Stangen mit einem Ab- 20 (Fig. 19), so daß die Zähne24a auf den feststehenstand der Zähne von 20 cm jedes Rohr mit einem den Stangen frei werden. Die oberste Stellung der Durchmesser unter 20 cm bewegt werden. Förder- beweglichen Zahnstangen ist in F i g. 19 gezeigt. Aus vorrichtungen der gleichen Größe können jedoch der in Fig. 19 gezeigten Stellung bewegen sich die auch zur Handhabung von Rohren mit einem Durch- beweglichen gezahnten Stangen abwärts in die in messer von 20 cm und mehr Verwendung finden, 25 Fig. 14 gezeigte Stellung. Bei einem Vergleich von indem man zwischen den in die Förderanlage einge- Fig. 14 mit Fig. 19 läßt sich feststellen, daß sich führten Rohren jeweils einen doppelten Abstand ein- ^R°hr 18 aus einer Stellung von der vorderen Schräge hält. Das heißt, die Rohre werden statt auf jeden der Zähne 24 α der feststehenden Stangen waage-Trog auf jeden zweiten Trog zwischen den Zähnen recht in eine Stellung oberhalb der hinteren Schräge der gezahnten Stangen aufgelegt. Dies läßt sich leicht 30 der Zähne 24 α bewegt hat. Bei Bewegung der gedurch Regulierung der Beschickung des Ofens mit zahnten Stangen 25 aus der in Fig. 19 gezeigten den Rohren sowie der Tätigkeit der Träger erreichen. Stellung in die in F i g. 18 gezeigte Stellung, werden

Die gewünschte Geschwindigkeit, mit der sich die die Rohre auf den hinteren Schrägen der Zähne 24 a,

Werkstücke um ihre eigenen Achsen drehen, be- über die sie gekippt wurden, abgelegt und rollen über

stimmt den senkrechten Abstand zwischen den 35 diese hinunter in die in Fig. 14 gezeigte Stellung,

Böden der Tröge zwischen den Zähnen und den jedoch in den Trog hinter dem in F i g. 4 gezeigten

Scheitern der Zähne. Im allgemeinen ist eine lang- Trog.

same Drehung der Werkstücke um ihre eigenen Erfindungsgemäß werden in erster Linie runde

Achsen erwünscht, doch sollte der Abstand zwischen Teile, wie Rohre, Stangen usw., durch einen Ofen

dem Boden des Troges und der Spitze der Zähne 40 bewegt, doch lassen sich auch andere langgestreckte

nicht so klein sein, daß die Gefahr eines Hängen- Werkstücke, die sich leicht um ihre Längsachse

bleibens der Werkstücke besteht. drehen lassen und andere Querschnittsformen haben,

Für die beweglichen gezahnten Stangen 25 ist z· B. Quadrate, Rechtecke usw., verwenden. Sollen außerdem ein Antrieb mit veränderlicher Geschwin- Werkstücke mit quadratischem oder rechteckigem digkeit vorgesehen, was für die genaue metallurgische 45 Querschnitt erfindungsgemäß gehandhabt werden, Steuerung von Zeit und Temperatur, bei der die so ist jedoch zur Verstärkung der Neigung der die Werkstücke erhitzt werden, von Wichtigkeit ist. Jede Tröge zwischen benachbarten Zähnen bildenden Größe der durch den Ofen gehenden Werkstücke Seiten eine Änderung der Form der Zähne erforderwird mit ihrer besonderen Geschwindigkeit durch lieh, damit sich Werkstücke mit quadratischem oder den Ofen bewegt, da jedes Werkstück sein besonderes 50 rechteckigem Querschnitt um ihre Längsachse eigenes Volumen und insbesondere seine besondere drehen lassen. Eine für die Bewegung von Werk-Dicke besitzt, die selbstverständlich die Geschwin- stücken mit quadratischem und rechteckigem Querdigkeit bestimmt, mit der die Hitze sich gleichmäßig schnitt durch den Ofen geeignete Fördervorrichtung durch das Werkstück verteilt. ist in F i g. 20 bis 25 schematisch gezeigt, wobei die

Anstatt die gezahnten Stangen 25 in einem Kreis 55 unbeweglichen gezahnten Stangen 81 als ausge-

oder senkrecht zu bewegen, lassen sich die Rohre zogene Linien, die beweglichen gezahnten Stangen

auch dann quer durch den Ofen bewegen und gleich- 82 als gestrichelte Linien und die Bewegungsbahnen

zeitig um ihre eigene Achse drehen, wenn die ge- der beweglichen gezahnten Stangen als Kreise mit

zahnten Stangen 25 in einer geraden Linie bewegt Punkt-Strich-Linien gezeigt sind. Aus F i g. 20 geht

werden, die mit der Horizontalen und Vertikalen 60 hervor, daß die Schrägen der Zähne 81a der unbe-

einen Winkel bildet. Fig. 14 bis 19 zeigen die Tätig- weglichen Stangen sowie der Zähne 82a der beweg-

keit der Fördervorrichtung zur Bewegung von liehen Stangen viel steiler sind als die Schrägen der

Rohren durch den Ofen, wenn die gezahnten Stangen Zähne auf den für die Bewegung runder Werkstücke

25 eine geradlinige Bewegung in einem Winkel von verwendeten gezahnten Stangen. Die verstärkte Nei-

45° zur Waagerechten durchführen. In diesen Zeich- 65 gung ist für die Handhabung der rechteckigen und

nungen sind wiederum die feststehenden gezahnten quadratischen Werkstücke erforderlich. Aus F i g. 20

Stangen 24 durch ausgezogene Linien und die be- geht ferner hervor, daß die Zähne der beweglichen

weglichen gezahnten Stangen 25 durch gestrichelte Stangen nahe ihren Scheiteln abgeschnitten sind.

Dies dient zur Erzielung einer scharfen Neigung zu den Zähnen, ohne daß die Höhe der Zähne unnötig erhöht wird.

In Fig. 20 befindet sich ein quadratischer Block 83 in einem Trog zwischen zwei Zähnen 81a auf den unbeweglichen Stangen, und die beweglichen gezahnten Stangen sind in ihrer tiefsten Stellung gezeigt. Bei Bewegung der gezahnten Stangen 82 erheben sich diese gegen die Seite des Blocks, die auf der unbeweglichen gezahnten Stange ruht, und kippen ihn über seine untere Ecke, die auf dem Boden des Troges zwischen zwei Zähnen der unbeweglichen gezahnten Stangen ruht (Fig. 21). Die beweglichen gezahnten Stangen setzen ihre kreisförmige Bewegung im Uhrzeigersinn fort und heben dadurch den Block 83 von den unbeweglichen gezahnten Stangen 81 ab. In Fig. 22 ist der Block in dieser Stellung mit 83' bezeichnet. Durch fortgesetzte Drehung der beweglichen gezahnten Stange aus der Stellung der Blocks bei 83' in Fig. 22 wird der Block so gesenkt, daß seine untere hintere Ecke auf die Zähne 81a der unbeweglichen Stangen gerät, welche die vorderen der beiden Zähne auf jeder Stange darstellen, welche die Tröge bilden, aus denen der Block hochgehoben wurde.

Die beweglichen gezahnten Stangen setzen ihre kreisförmige Abwärtsbewegung fort, und während dieses Teils ihrer Bewegung bleibt die auf den Zähnen 81 α ruhende Ecke des Blockes auf diesen Zähnen liegen. Auf diese Weise dreht sich Block 83, unter Verwendung der untersten Ecke als Drehpunkt über die Zähne 81a. Fig. 23 zeigt die aufeinanderfolgenden Stellungen des Blockes bei 83-1, 83-2, 83-3 und 83-4 sowie die diesen Stellungen des Blockes entsprechenden verschiedenen Stellungen der beweglichen gezahnten Stangen bei 82-1, 82-2, 82-3 und 82-4.

Aus der Stellung 82-4 der Fig. 23 bewegen sich die beweglichen gezahnten Stangen weiter nach unten und hinten (bezüglich der Bewegung des Blockes durch den Ofen), und der Block dreht sich weiter (F i g. 24), bis die gesamte Seite des Blockes auf den vorderen Schrägen der Zähne 81a der unbeweglichen Stangen ruht, um die sich der Block drehte, sowie in den Trögen unmittelbar vor jenen, in denen der Block zu Beginn der Bewegung der beweglichen gezahnten Stangen ruhte. Diese Stellung ist in F i g. 25 gezeigt. Ein Vergleich der Fig. 25 mit Fig. 20 zeigt, daß der Block in den aufeinanderfolgenden Trögen die gleiche relative Stellung einnimmt.

Als Vorsichtsmaßnahme ist eine Führung vorgesehen, die verhindern soll, daß sich die beweglichen gezahnten Stangen 25 im Ofen von einer Seite zur anderen bewegen, d. h. eine Vor- und Rückwärtsbewegung in einer Richtung parallel zur Länge der Rohre bei deren Bewegung durch den Ofen ausführen. Diese Konstruktion ist in F i g. 2 gezeigt. Zwei Platten 77 und 78 stehen senkrecht auf den Sockeln 79 und verlaufen quer durch den Ofen, d. h. in einer Richtung parallel zu den gezahnten Stangen 24 und 25. Die Platten 77 und 78 bilden eine Nute, in der ein zwischen den beiden Hauptträgern 38 und 39 sich erstreckender Querträger 80 gleitet (F i g. 2). Der Träger 80 ist an den unteren Flanschen der Träger 38 und 39 befestigt und beschränkt dadurch die Längsbewegung dieser Träger. Dadurch wiederum wird die seitliche Bewegung der beweglichen Stangen 25 und der sie stützenden Sockel beschränkt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich metallurgische Ergebnisse erzielen, die bisher bei kontinuierlich arbeitenden Warmbehandlungsöferi nicht erreicht werden konnten. Da die Werkstücke während ihrer Bewegung durch einen Ofen um ihre eigene Achse gedreht werden, erfahren sie eine gleichmäßige Erhitzung. Dadurch werden physikalische Schaden, z. B. Verbiegungen, sowie metallurgische Mängel, z. B. kalte Stellung, vermieden. Außerdem gewährleistet die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wirksame Abdichtung des Herdes des Ofens, so daß vom Herd keine kalten Luftzüge in die eigentliche Heizzone gelangen können. Dadurch ist eine genauere Regulierung der Heiztemperatur möglich, und kalte Stellen werden vermieden.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine derartige genaue Regulierung der Warmbehandlung, daß sich aus Kohlenstoffstählen Rohre mit physikalischen Eigenschaften herstellen lassen, wie sie bisher nur bei Rohren aus hochlegierten Stählen erhältlich waren. Das Verfahren erspart also jährlich viele Tonnen wichtiger Legierungen, z. B. Mangan-, Molybdän- und Chromlegierungen, die bisher in Stählen für nahtlose Hochleistungsrohre für Tiefbohrungen Verwendung fanden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Erwärmung langgestreckter Werkstücke, die sich leicht um ihre Längsachse drehen lassen, z. B. Stahlrohre, Stangen u. dgl., in einem Ofen, wobei die Werkstücke zunächst in axialer Richtung in den Ofen eingeführt und dann quer durch den Ofen, etwa rechtwinklig zur Achse der Werkstücke, jeweils um Bruchteile der Ofenbreite weiterbewegt werden, indem sie abwechselnd von zwei Gruppen in der Bewegungsrichtung der Werkstücke quer durch den Ofen angeordneter, mit Zähnen versehener Stangen getragen werden und sich dabei um ihre Achsen drehen, worauf die Werkstücke in einer Bewegungsrichtung parallel zu einer der Eingangsseite gegenüberliegenden Ofenseite in der Nähe dieser Seite ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke während ihres Eintritts in den Ofen außerdem gedreht werden, und die Drehung der Werkstücke auf ihrem Weg quer durch den Ofen am Anfang und am Ende eines jeden der kleinen aufeinanderfolgenden Bewegungsabschnitte herbeigeführt wird, während sie jeweils zwischen den kleinen Bewegungsabschnitten abgestoppt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke auch während der Herausführung aus dem Ofen um ihre Achsen gedreht werden.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Ofen, in dem wenigstens zwei Gruppen von zueinander parallelen, aber etwas voneinander entfernten gezahnten Stangen quer durch den Ofen und in der Bewegungsrichtung der Werkstücke durch ihn angeordnet sind, wobei wenigstens eine dieser Gruppen gezahnter Stangen gegenüber den anderen Gruppen in der Senkrechten beweglich ist und eine Anzahl gleichartiger Zähne auf der Oberseite beider Gruppen von Stangen angeord-

net sind, wobei die Oberseiten der gezahnten Stangen zwischen den Zähnen die Form von Trögen haben, wobei die tiefste Stelle eines zwischen zwei Zähnen liegenden Troges von dem zweiten Zahn, in der Bewegungsrichtung des Werkstückes gesehen, etwas entfernt, aber näher an dem zweiten Zahn liegt als dem ersten, und wobei die Oberseiten auch die Form einer glatten Kurve an und in der Nähe der genannten tiefsten Stelle des Troges haben, und wobei die Zähne in einer Gruppe gezahnter Stangen versetzt in der Bewegungsrichtung der Werkstücke gegenüber den Zähnen der anderen Gruppen sind, gekennzeichnet durch sich drehende Rollen (20), die entlang einer Längsseite des Ofens (19) so angeordnet sind, daß sie nacheinander Werkstücke (18) in Empfang nehmen können, die in den Ofen eingeführt werden, und diese Werkstücke während der Einführung drehen können, während die gezahnten Oberseiten der Stangen (24, 25) die einzigen Unterlagen für die Werkstücke während ihres Weges quer durch den Ofen hindurch bilden, so daß die Werkstücke frei nach der tiefsten Stelle des zwischen zwei Zähnen liegenden Troges der einen gezahnten Stange rollen können, sobald die andere gezahnte Stange diesen Trog freigegeben hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne in einer Gruppe (24) von gezahnten Stangen gegenüber den Zähnen einer anderen Gruppe (25) um so viel versetzt sind, daß die tiefsten Stellen der Tröge derjenigen Gruppe von gezahnten Stangen, in der die Werkstücke vorübergehend ruhen, nach rückwärts hin (in der Bewegungsrichtung der Werkstücke gesehen) von den tiefsten Stellen der Tröge der zweiten Gruppe von gezahnten Stangen in dem Augenblick etwas entfernt liegen, wenn die Tröge der zweiten Gruppe ebenfalls die Werkstücke erfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, worin der Ofen einen Herd enthält, der über die volle Ofenlänge hinweg reicht, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen gezahnten Stangen (25) von Sockeln (42) getragen werden, die durch Löcher (43) in der Sohle des Herdes hindurchgehen, wobei Träger (41) parallel zu jeder der beweglichen gezahnten Stangen (25) und unterhalb des Herdes verlaufen, und diese Sockel tragen, und weitere Träger (39) unterhalb der Träger (41) liegen, auf denen die Sockel stehen, und zwar im rechten Winkel dazu, so daß sie die Sockelträger tragen, und gekennzeichnet durch Schubstangen, die die zusätzlichen Träger (39) stützen, Exzenter (50) zum Heben der Schubstangen, einen gemeinsamen Antrieb (73, 74) für die Exzenter, Ankerstäbe, die die zusätzlichen Träger miteinander verbinden, und Mittel an einem Ende eines jeden Ankers, um eine bestimmte Winkelstellung zwischen dem Ankerstab und der benachbarten Schubstange aufrechtzuerhalten.

6. Vorrichtung zum Anheben und Weiterbewegen langgestreckter Werkstücke, die leicht um ihre Längsachsen drehbar sind, nach der Seite hin von der einen Lage nahe und parallel zu einer Seite des Ofens nach einer zweiten Lage hin nach dem Verfahren der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch Träger (23), die auf einer feststehenden Welle (66) sitzen und um diese schwenkbar sind und einen so ausgebildeten Teil (23 c) haben, daß er von dem Schwenkpunkt aus nach unten und unter die auf den Rollen (20) liegenden Werkstücke greifen kann, wenn sich diese in der Nähe der beiden Lagen befinden, und durch Mittel (68,70,71) zum Schwenken der Träger (23) um ihre Achse, wobei die Teile (23 c) der Träger (23) eine solche Oberfläche haben, daß sie die Werkstücke zu erfassen und anzuheben vermögen, wenn sie sich in der erstgenannten Lage befinden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch abgeschrägte und eingeschnürte Rollen (20) zum Tragen der Werkstücke (18) in der erstgenannten Lage, und durch gezahnte Stangen (24, 25), die quer zu den Werkstücken (18) verlaufen und auf ihren Oberseiten Tröge zum Abstützen der Werkstücke in der zweiten Lage bilden, wobei die Hebewirkung der Träger (23) das Rollen der Werkstücke auf die schrägen Oberseiten der abgeschrägten und eingeschnürten seitlichen Rollen (20) bewirkt, und daß die Werkstücke bei entgegengesetzter Schwenkung der genannten Träger (23) auf die gezahnten Stangen (24,25) in die genannten Tröge rollen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 313 818, 557 254,
692, 326 433, 601 466, 800 133;
USA.-Patentschriften Nr. 1 919 199, 1 924 452;
britische Patentschrift Nr. 303 830;
französische Patentschrift Nr. 859 649.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen