DE2257981A1

DE2257981A1 - Verfahren und vorrichtung zum ziehen von rohren

Info

Publication number: DE2257981A1
Application number: DE2257981A
Authority: DE
Inventors: Robert Thomas Vernon Hay
Original assignee: Marshall Richards Barcro Ltd Eastleigh Hampshire Grossbritannien; Marshall Richards Barcro Ltd
Current assignee: Marshall Richards Barcro Ltd Eastleigh Hampshire Grossbritannien; Marshall Richards Barcro Ltd
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1972-11-27
Publication date: 1973-05-30
Also published as: US3881340A; DE2257981C2; JPS5749285B2; FR2161060A1; IT975848B; JPS4860064A; GB1405419A

Description

WW Herne, 8000 München ätt, 40,

Freiligrathstraße 19 n:~.tl~~Blja**U* Eisenacher Straße 17

Postfach 140 Dipl.-lng. R. H. BaHr _Pat.-Anw. Betzier

Pai.-Anw. Htrrmann-Trtnlepohl ΠϊηΙ - PhVQ E*dllflrd ΒθΙζΙβΙ" Fernsprecher:*»*? 363011

Fernsprecher: 51013 LMμI. riiy». Kuuaiu bcuibi 363012

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl *« ^³⁰¹³

Telegrammanschrift: . ' Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08 229 853 Telex 5 215

Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postscheckkonto Dortmund 558

Ref.: MO 2911 HO/M. In der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

München

Marshall Richards Barco Limited

Woodside Road,
Eastleigh S05 4YA, Hampshire, England

Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Rohren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Rohr sowie eine verbesserte Rohrziehmaschine.

Es ist üblich, den Durchmesser und/oder die Wandstärke eines Metallrohres dadurch zu vermindern, daß man es durch ein Reduzierwerkzeug oder Ziehgesenk hindurch zieht, und zwar mit oder ohne Innendorn, um den Innendurchmesser des Rohres zu steuern. Um das Rohr durch das Ziehgesenk hindurchzuziehen, ist es erforderlich, eine erhebliche Zugkraft in dem Rohrstück stromabwärts des Ziehgesenkes zu erzeugen. Üblicherweise wurde diese Zugspannung durch einen umlaufenden Ziehblock erzeugt, um den herum eine Mehrzahl

- 1 309822/0403

von Rohrwindungen gelegt werden können. Eine ausreichende Anzahl dieser Windungen wird auf dem Block gehalten, um einen Schlupf des Rohres relativ zum Block zu verhindern, während letzterer umläuft. Im Falle eines relativ kurzen Rohrstücks ist es bekannt, das gesamte Rohrstück während des Ziehvorganges auf der Oberfläche des Ziehblockes aufzuwickeln. Handelt es sich um längere Rohrstücke, so verwendet man üblicherweise einen Haspelblock, auf dem eine ausreichende Anzahl von Windungen (etwa 5 oder 6) gehalten werden, um einen Schlupf zwischen dem Ziehblock und dem Rohr zu verhindern. Das Rohr wird unter Verwendung eines Abstreifringes oder Schremmeisens (welches die Windungen in axialer Richtung entlang dem Block verschiebt) auf· dem Block aufgewickelt und verläßt den Block mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der es auf den Block aufgewickelt wird, sobald stationäre Ziehbedingungen erreicht worden sind. Bei beiden Arten der bekannten Ziehmaschine sind Ziehblock und Zusatzausrüstung mehr und mehr kompliziert geworden. Die ZusatzausrUstung ist dazu erforderlich, um a) das Rohr während seiner Annäherung an den Block zu tragen, b) das Rohr auf dem Block zu steuern und c) das vom Block kommende Rohr zu sammeln. Diese erhöhte Kompliziertheit hat die Kosten und den Umfang der Ziehmaschinen gesteigert. Daraus ergibt sich, daß ein Bedürfnis nach einer vollständig neuen Verfahrensweise beim Ziehen von Rohren vorhanden ist, um nämlich den Ziehvorgang zu vereinfachen und den Kosten- und Platzbedarf einer typischen Rohrziehmaschine zu vermindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung zu schaffen.

309822/0403

Die Erfindung schlägt dementsprechend unter anderem ein Verfahren zum Vermindern des Durchmessers und/oder der Wandstärke eines Metallrohres vor, bei dem eine ausreichende Spannung in einem Rohrabschnitt stromabwärts eines Ziehgesenkes erzeugt wird, um das Rohr durch das Ziehgelenk hindurchzuziehen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Spannung erzeugt, indem man das Rohr in eine endlose Nut, welche von zwei konvergierenden Flächen gebildet wird, mit einer ausreichend großen Kraft hineindrückt, um einen Schlupf zwischen dem Rohr und den Flächen zu vermeiden, während die Flächen mit der gewünschten Ziehgeschwindigkeit von der Ziehmatrize wegwandern, bzw. während sich die Ziehmatrize von den Flächen entfernt.

Vorzugsweise verwendet man konvergierende Flächen (zwei kegelstumpfförmige Flächen bzw. eine ebene Fläche und eine kegelstumpfförmige Fläche), deren Öffnungswinkel zwischen 1.2 und 25° liegt. Vorteilhafterweise definieren diese Flächen eine V-förmige Nut in der ' Umfangsfläche eines kurzen zylindrischen Ziehblocks.

Bei einem Ziehblock von einigen Jo cm Durchmesser hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, das Rohr in der Nut über einen Umfangsbogen zu halten, welcher einem- Zentriwinkel des Ziehblocks von etwa l8o° entspricht. Man kann auf diese Weis^e Rohre aus Kupfer, Aluminium oder Flußstahl
Größen ziehen.

oder Flußstahl in einem weiten Bereich unterschiedlichen

Die Erfindung schafft weiterhin eine Rohrziehmaschine mit einem Träger für das-zu ziehende Rohr, mit einem

309 B 7. 7/0403

Halter für eine Ziehmatrize, mit einer Einrichtung zum Sammeln des durch die Ziehmatrize des Halters gezogenen Rohres und mit einem um eine Achse drehbaren Ziehblock. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehblock eine endlose Umfangsnut aufweist, welche von zwei Flächen gebildet wird, die in Richtung auf die Drehachse des Ziehblockes bis zu einer gemeinsamen, senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene konvergieren, daß Einrichtungen zum Drehen des Ziehblocks vorgesehen sind und daß weitere Einrichtungen vorhanden sind, um das durch die Ziehmatrize hindurch wandernde Rohr im Reibungseingriff mit den Flächen zu halten.

Der Träger für das zu ziehende Rohr besteht in der Regel aus einem Korb oder einer Trommel und kann von beliebiger gebräuchlicher Ausbildung sein. Will man große Spulen ziehen, so ist es in der Regel wünschenswert, eine Einrichtung vorzusehen, um die Spule innerhalb des Korbes zu drehen oder aber den Korb mit der aufgenommenen Spule umlaufen zu lassen. So können beispielsweise angetriebene Rollen vorgesehen sein, um eine ringförmige Ausnehmung zu bilden, in der die Spule gehalten werden kann. Die Rollen werden angetrieben, um die Spule innerhalb des Korbes zu drehen und die Spannung innerhalb des Rohres vor dessen Durchgang durch die Ziehmatrize zu vermindern.

Üblicherweise besteht die Einrichtung zum Sammeln des durch die Ziehmatrize gezogenen Rohres aus einem Trog oder Korb, der sich mit dem Ziehblock drehen kann. Vorzugsweise wird der Trog oder Korb von der gleichen Einrichtung angetrieben, die vorgesehen ist, um den Ziehblock umlaufen zu lassen, wobei jedoch ein Antrieb mit veränderbarer Geschwindigkeit zwischengeschaltet ist,

- 4 309822/0403

so daß die jeweilige Drehzahl, mit der der Trog oder Korb umläuft, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Ziehblookes vorwählbar ist, um einen Ausgleich dafür zu schaffen, daß das vom Ziehblock abgestreifte Rohr einen Krümmungsradius besitzt, welcher sich vom Radius des Ziehblockes unterscheidet.

Die Drehachse des Ziehblockes kann beliebig ausgerichtet sein, jedoch ist es vorteilhaft, die Drehachse vertikal oder leicht geneigt zur Vertikalen auszurichten. Bevor das Rohr einen vollen Umlauf innerhalb der Nut rund um den Ziehblock vollendet hat, muß es die Nut verlassen. Es kann also vorteilhaft sein, die Drehachse des Ziehblockes um etwa 5 bis 5o° gegen die Vertikale zu neigen, um das Herauswandern des Rohres aus der Nut zu erleichtern. Vorzugsweise ist die Nut V-förmig ausgebildet und wird in jedem radialen Querschnitt von zwei konvergierenden, geraden Linien begrenzt. Die obere der beiden Flächen kann nach unten gegen die gemeinsame oder Schnittebene geneigt sein, sie kann jedoch auch in der Schnittebene liegen oder unter bestimmten Umständen nach oben gegen die Schnittebene geneigt sein. Die untere der beiden Flächen ist vorzugsweise immer nach oben gegen die gemeinsame oder Schnittebene geneigt.

Vorzugsweise verwendet man einen Ziehblock, der aus Flußstahl mit abgedrehter Außenfläche gearbeitet ist. Allerdings wird man in der Regel mindestens den äußeren Bereich des Ziehblockes, der die Nut bildet, härten. Auch kann es wünschenswert sein, diejenige Fläche des Ziehblockes, die die Nut bildet, mit einer dünnen Be-

3098 2 2/0403

schichtung aus elastischem Material, beispielsweise aus synthetischem Kunststoffmaterial, zu beschichten.

Um einen einzigen Ziehblock für eine Vielzahl unterschiedlicher Ziehvorgänge von Rohren mit unterschiedlichen Außendurchmessern verwenden zu können, kann es vorteilhaft sein, mehr als eine Nut vorzusehen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um drei konzentrische Nuten mit unterschiedlichem Querschnitt, die übereinander liegen. Sie besitzen entweder den gleichen Radius, bezogen auf die Achse des Ziehblockes, oder aber einen Radius, der von oben nach unten von Nut zu Nut über dem Ziehblock abnimmt. Diese Anordnung ermöglicht anfängliche Ziehschritte unter Verwendung der Nut mit dem größten Radius und dem größten Nutquerschnitt, mittlere Ziehschritte mit der Nut von mittlerer Größe und letzte Ziehschritte unter Verwendung der Nut, welche den kldnsten Radius und den kleinsten Querschnitt besitzt.

Anstelle einer Vielzahl axial beabstandeter Nuten innerhalb eines Ziehblocks kann man auch eine einzige Nut verwenden, deren Querschnittgröße, dann einstellbar ist. Diese Einstellbarkeit läßt sich dadurch erzielen, daß man eine der die Nut bildenden Flächen relativ zur anderen Fläche bewegbar macht.

In der Regel 1st der Halter für die Ziehmatrize derart angeordnet, daß er im wesentlichen axial mit derjenigen Nut fluchtet, in welche das Rohr hineinläuft. Ist eine Mehrzahl von Nuten vorgesehen, welche in j

309822/0403

axialem Abstand auf dem Block liegen, so kann es wünschenswert sein, den Halter für die Ziehmatrize bewegbar anzuordnen. Sodann läßt sich die Achse der im Halter angeordneten Ziehmatrize auf eine ganz bestimmte, gerade zu verwendende Nut ausrichten.

Die Einrichtung zum Festhalten des Rohres innerhalb der Nut kann aus einem endlosen Strang eines flexiblen, im wesentlichen nicht dehnbaren Materials bestehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Schleife eines Stranges aus natürlichen oder synthetischen Pasern zu verwenden. Vorzugsweise durchläuft die Schleife des Stranges einen Weg, der von drei Rollen und etwa 270⁰ des Gesamtumfanges des Ziehblocks gebildet wird. Eine der drei Rollen kann mit einem hydraulischen Motor verbunden sein, welcher die Rolle derart bewegt, daß sieh der Weg der Schleife, den der Strang durchläuft, vergrößert. Auf diese Weise läßt sich der hydraulische Motor dazu einsetzen, den Strang zu spannen, um die auf das Rohr ausgeübte Kraft so zu erhöhen, daß das Rohr in der Nut gehalten wird. Dies ist insbesondere zu Beginn des Vorganges von Bedeutung. Anstelle eines endlosen Stranges können auch eine oder mehrere Rollen verwendet werden, um entweder das Rohr direkt in die Nut hineinzudrücken oder aber einen Ablaufweg für das aus der Nut kommende Rohr zu bilden, wodurch das Rohr über einer stromaufwärts der RoIIeH liegenden Wegstrecke fest in der Nut gehalten wird. Die letztgenannte Möglichkeit eignet sich nur dann, wenn das Rohr eine beträchtliche Steifigkeit besitzt, beispielsweise im Falle von Flußstahl.

309822/0403

Der insgesamt eingeschlossene Winkel zwischen den konvergierenden, die Nut bildenden Flächen liegt geeigneterweise zwischen 12 und 25°, vorzugsweise im Bereich zwischen 17 und 22°.

Es wurde gefunden, daß bei Kupferrohr mit einem anfänglichen Außendurchmesser von 11,5 mm (0*^-6 inch) und einer Wandstärke von Ο,Λ mm (o,ol7 inch) eine etwa 2o#ige Verminderung des Außendurchmessers unter Verwendung einer V-förmigen Nut mit einem öffnungswinkel von 17° möglich ist, sofern eine Länge von etwa 75 bis loo cm 0o bis 4o inch) des gezogenen Rohres in der Nut gehalten wird. Es ist nicht erforderlich, irgendwelche Schmiermittel von dem Rohr zu entfernen, bevor es in die Nut eintritt. Auch hat es sich als überflüssig herausgestellt, die die Nut bildenden Flächen in bestimmter Weise zu behandeln.

Vorzugsweise wird der Block mit einem Einziehgreifer (dog) gebräuchlicher Ausbildung versehen. Dieser wird dazu verwendet, den Ziehvorgang einer neuen Rohrspule einzuleiten. Das vordere Ende der neuen Rohrspule kann in beliebiger, gebräuchlicher Weise angeschärft werden. Es läuft dann leicht um ein solches Stück durch die Ziehmatrize hindurch, daß es von dem Greifer ergriffen werden kann. Der Greifer wandert anschließend von der Ziehmatrize fort (er kann beispielsweise am Ziehblock befestigt werden), so daßcfer erste Teil der Umdrehung des Ziehblockes dazu dient, das Rohr soweit durch die Ziehmatrize zu ziehen, bis ein ausreichendes Rohrstück zur Verfügung steht, welches in der Nut verankert werden kann. Ein abweichendes Verfahren zum

2 2/0403

"Einfädeln" besteht darin, daß man den Greifer relativ zum Rahmen der Vorrichtung festlegt und die Ziehmatrize vom Greifer fortbewegt. Auf diese Weise wird ein Anfangsstück des Rohres gezogen, welches seiner Länge nach zum Festlegen innerhalb der Nut ausreicht. Das vordere Ende kann sodann vom Greifer freigegeben werden, und das Ziehwerkzeug wird wieder in diejenige Stellung verfahren, die es während des nachfolgenden Ziehvorganges einnimmt, wenn das vordere Ende des Rohres rund um den Block gelegt und in der Nut verankert ist.

Es ist vorteilhaft, den Ziehblock drehbar in der Nähe eines stationären Ziehwerkzeuges anzuordnen. Jedoch besteht auch die Möglichkeit zu einer umgekehrten An-Ordnung, bei der nämlich der Ziehblock stationär ist und die Ziehmatrizenanordnung rund um die Achse des Ziehblockes wandert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles nach der Erfindung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einiger Teile einer ersten Ziehmaschine nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Ziehmaschine nach Fig. I₁ wobei ein Ziehblock und ein zugehöriger Korb zum Sammeln des gezogenen Rohres von einem gemeinsamen'Antriebsmotor angetrieben werden können;

309822/0403

Fig. 3 einen abgebrochenen Schnitt durch einen Teil des Ziehblocks, der bei der Vorrichtung nach Fig. Verwendung findet;

Fig. 4 einen schematischen Grundriß von Teilen einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 5 ehe schematische Seitenansicht im Schnitt durch den Ziehblock nach Fig. 4, und zwar im Schnitt entlang der Linie V-V;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung zum Festhalten eines Rohres in der Nut des Ziehblocks.

Die in Fig. 1 dargestellte Ziehmaschine besitzt nicht gezeigte, jedoch linkerhand angeordnete Einrichtungen zum Tragen einer Spule für ein Rohr 1, wobei ein Abschnitt des Rohres 1 zu einer Ziehmatrize 2 läuft, durch welche hindurch das gezogene Rohr 3 zu einem umlaufenden, zylindrischen Ziehblock 4 wandert. In der Umfangsfläche des Ziehblockes 4 ist eine V-förmige Nut 5 ausgebildet. Das Rohr wird von dieser Nut ergriffen und wandert mit dem Ziehblock 4 in Richtung des Pfeiles A. Nach weniger als einem vollen Umlauf rund um den Ziehblock 4 verläßt das Rohr die Nut. Es wird von einer Führung 6 aus der Nut herausgedrückt und fällt nach unten in einen geeigneten Sammelkorb 7·

Um das gezogene Rohr 3 innerhalb der Nut 5 zu halten, und zwar mit einer ausreichend starken, radial gerichteten Kraft, die einen Schlupf zwischen dem Rohr

- Io -309822/0403

und der Nut verhindert, und zur Erzeugung der erwünschten Ziehkraft, die das Rohr durch die Ziehmatrize 2 zieht, ist eine endlose Schleife 8 eines nicht dehnbaren, flexiblen Materials vorgesehen, welche zum Teil von der Umfangsfläche des Ziehblockes 4 und zum Teil von Rollen 9* Io und 11 gebildet wird. Umfangsbereiche der Rollen 9 und Io liegen im wesentlichen in der Mittelebene der Nut 5. Die Rollen 11 hingegen ist entweder oberhalb oder, wie dargestellt, unterhalb der Mittelebene der Nut angeordnet. Ein Hebel 12, der um eine Achse 13 schwingt, trägt die Rolle 11 und wird in einer solchen Richtung belastet, daß er die Schleife 8 unter der Wirkung einer Kolbenarbeitsmaschine 14 spannt.

Fig. 2 zeigt eine einfache Anordnung, bei der ein Motor 16 eine Schnecke IJ antreibt, welche mit einem Ritzel 18 im Eingriff steht. Das Ritzel 18 feesitzt fest auf einer Hohlwelle I9 des Ziehblockes 4. Durch die Hohlwelle I9 geht eine Stange 2o hindurch, die an ihrem unteren Ende eine Antriebsplatte 21 trägt. Die Antriebsplatte besitzt einen zentralen, der Lageorientierung dienenden Vorsprung 22 sowie einen exzentrischen Zapfen 23. Das obere Ende der Stange 2o ist mit einer Keilverzahnung 24 versehen, welche in eine entsprechend ausgebildete Keilverzahnung eines weiteren Ritzels 25 eingreift. Das Ritzel 25 kämmt mit einer zweiten Schnecke 26, wobei ein mit veränderbarer Geschwindigkeit arbeitender Antrieb 27, der sehematisch durch eine Linie dargestellt ist, die beiden Schnecken I7 und 27 miteinander verbindet.

- 11 -

309822/0403

Unterhalb des Ziehblockes 4 liegt der Sammelkorb 7, und zwar ist dieser drehbar auf einem Wagen 28 angeordnet. Der gegebenenfalls als Kissen ausgebildete Vorsprung 22 sorgt für eine zentrale Lageorientierung des Sammelkorbes 7 relativ zum Ziehblock 4. Wenn die Stange 2o abgesenkt wird, nachdem ein leerer Sammelkorb unterhalb des Ziehblockes 4 angeordnet worden ist, so greift der Zapfen 2^ in eine Antriebsöffnung im oberen Teil des Sammelkorbes ein und läßt letzteren im gleichen Drehsinne umlaufen wie den Ziehblock 4, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vorgewählt ist durch den Antrieb 27 und in Relation steht zur Geschwindigkeit des Ziehblockes 4. Auf diese Weise fällt das die Nut 3 im Ziehblock 4 verlassende, gezogene Rohr j5 nach unten in den Sammelkorb 7 und wird dort gesammelt.

Die Figuren j5 bis ο zeigen unterschiedliche Möglichkeiten zur Sicherstellung dessen, daß das gezogene Rohr innerhalb der Nut 5 über einen Winkelbereich gehalten wird, der ausreichend lang ist, um die gewünschte Ziehkraft zu erzeugen. Fig. 3 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1, wobei eine endlose Schleife zur Anwendung kommt. Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Möglichkeit zur Verwendung mindestens einer Rolle $o anstelle der Schleife 8, wobei diese Rolle derart angeordnet ist, daß sie nicht in die Nut eingreift. Die Stellung der Rolle j5o kann verändert werden, beispielsweise zwischen der in voll ausgezogenen Linien in Fig. 4 dargestellten Lage und der in unterbrochenen dargestellten Lage. In der Regel jedoch beträgt der Winkelabstand zwischen der Rolle jto (bzw. der letzten Rolle j)o) und dem Punkt, an dem das gezogene Rohr ^¹ erstmals mit dem Ziehblock in Berührung tritt, min-"

309822/0403

destens l80°. Pig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der Rollen verwendet werden^ die flach genug sind, um in die Nut einzutreten. Handelt es sich um ein Rohr mit einem ausreichenden Biegewiderstand, so kann eine Rolle (beispielsweise eine Rolle j)o), verwendet werden, die außerhalb der Nut liegt. In diesem Falle wird die Rolle jedoch stromabwärts desjenigen Punktes angeordnet, an welchem das Rohr die Nut verläßt. Die Rolle (bzw. die Rollen), die bei den Anordnungen nach den Figuren 4 bis 6 Verwendung findet, kann auf Tragarmen angeordnet werden, welche relativ zum Ziehblock hin und her bewegbar sind. Dabei lassen sich Kolbenarbeitsmaschinen od.dgl. einsetzen, um die Rollen hin und her zu bewegen. Findet eine Mehrzahl von Rollen Verwendung, so können diese zusammengeschaltet werden und der Steuerung einer einzigen Kolbenarbeitsmaschine unterliegen.

Im folgenden soll ein AusfUhrungsbeispiel für einen Ziehvorgang nach der Erfindung beschrieben werden. Der Ziehblock 4 besitzt einen Außendurchmesser von 66o mm (26 inch) und eine V-Nut mit einem öffnungswinkel von 17°. Der Ziehblock wird von einem 45 KW-Gleichstrommotor mit einer Drehzahl angetrieben, die sich beispielsweise über einen$ard-Leonard-Satz steuern läßt. Ein Polyesterstrang von knapp 4o mm (1,5 inch) Umfang, der beispielsweise aus einem Material besteht, wie es unter der Handelsbezeichnung Terylene bekannt ist, wird zu einer geschlossenen Schleife 8 geformt. Eine Spule aus Kupferrohr mit einem Außendurchmesser von 9,47 mm (0,373 inch), einem Innenrdurchmesser von 8,66 mm (0,241 inch) und einer Wandstärke von 0,4o mm (0,ol6 inch) wird durch ein Ziehgesenk gezogen, dessen kreisförmige Öffnung etwa 6,22 -mm

309822/0403

(0,245 inch) beträgt. Das vordere Ende des Rohres wird zwischen dem Strang und der Nut festgehalten und verbleibt in der Nut über einen Winkelbetrag von etwa 2^0°. Innerhalb des Stranges wird eine Zugspannung in der Größenordnung von etwa 13»5 kg (^o lbs.) aufrecht erhalten. Beim Drehen des Ziehblockes wird in dem Rohr eine Zugkraft von 292,5 kg (65o pounds) erzeugt, und das Rohr wird durch diesen Reduzierungsvorgang derart gezogen, daß sich eine gezogene Spule ergibt, deren Durchmesser, geraessen parallel zur Achse des Ziehblockes etwa 6,22 mm (0,245 inch) beträgt, während der senkrecht dazu gemessene Durchmesser bei 6,23 mm (0,249 inch) liegt, d.h. daß sich eine Ovalität von 0,ol mm (o,oo4 inch) ergibt. Dabei läßt sich schwierigkeitslos eine Ziehgeschwindigkeit von mehr als 45o m/min. (I5oo feet per minute) erzielen, und es besteht weiterhin die Möglichkeit die Spannung im Strang ganz erheblich zu vermindern, wenn ein Gleichgewichtszustand im Ziehvorgang erreicht worden ist.

Die erzielbaren Vorteile eines umlaufenden V-Ziehblockes beim Ziehen von Rohren im Vergleich zu gebräuchlichen Haspel-Ziehblockmaschinen sind ganz erheblich. Bei einem Vergleich zwischen einer Ziehmaschine nach der Erfindung und einer Haspel-Vorrichtung (spinner block-type of machine) ergeben sich folgende Gesichtspunkte:

a) Der Abgabekorb (bzw. die Trommel), der die zu ziehende Spule trägt, muß nicht in einem solchen Ausmaße angehoben werden, wie es bei Haspelmaschinen der Fall ist, da der Matrizenhalter bei einer umlaufenden

309822/0403

V-Ziehblock-Vorrichtung (rotary tube V-block machine) abgekürzt RTV) in stationärer Stellung verbleibt. Dies vermindert in hohem Ausmaße die Kosten des Abgabekorbes bei einer RTV-Vorrichtung.

b) Der Ziehblock einer RTV-Vorrichtung ist sehr viel kleiner (einige drei Zentimeter axialejr Länge im Gegensatz zu einigen 3o cm bei Haspelmaschinen) und dementsprechend erheblich billiger und leichter zu montieren. Es erübrigen sieh kostenaufwendige Ausrüstungen zuf Lageausrichtung des Ziehblockes bei RTV-Vorrichtungen, wie sie erforderlich sind bei Haspelmaschinen.

c) Bei einem Haspel-Ziehblock war es üblich, sowohl das Rohrmesser (zum Abschneiden des. vorderen Endes des Rohres vom Greifer oder "dog"), als auch den Binziehgreifer am Ziehblock anzuordnen und beide Elemente mit Antrieben zu versehen, welche durch die umlaufende Welle des Ziehblockes hindurchgehen müssen. Bei einer RTV-Maschine müssen diese Bauelemente nicht am Block angeordnet werden. Dementsprechend entfallen kostenaufwendige umlaufende Dichtungen, wie etwa die kostenaufwendigen Mechanismen, die erforderlich sind, um den Greifer zwischen seine Arbeite- und Ruhestellung ' hin und her zu bewegen.

d) Bei RTV-Maschinen kann der Abweisering, wie er bei Haspelblöcken erforderlich ist, entfallen, und dies stellt eine erheblicne Kostenersparnis dar.

309822/04 0 3

e) Die großen Niederhalterollen von Haspelblöcken sind bei RTV-Maschinen nicht erforderlich. Zwar muß man eine Anordnung treffen, um das Rohr innerhalb der Nut der RTV-Maschine zu halten, jedocn kann diese Anordnung sehr viel einfacher sein als übliche Niederhalterollen.

f) Es ergibt sich die Möglichkeit zu einer beträchtlichen Platzersparnis in der Gesamtgröße der Maschine. Sowohl hinsichtlich des Ziehblockdurchmessers, als auch hinsichtlich der axialen Länge ist eine RTV-Maschine ganz erheblich kleiner und dementsprechend billiger in den Gesamtkosten.

g) Während des Betriebes einer RTV-Maschine wird zu jedem Zeitpunkt weniger als eine Rohrschlinge von dem Ziehblock getragen, so daß am Ende eines Ziehvorganges lediglich eine Rohrschlinge vom Block herabfallen muß. Diese Rohrschlinge liegt in der Regel nahe dem unteren Ende des Blockes. Dies vermeidet eine bei Haspelblöcken festgestellte Gefahr, daß nämlich das Rohr beschädigt wird, wenn es den Ziehblock verläßt. Bei Haspelblöcken fallen nämlich am Ende des Ziehvorganges 5 ader 6 Windungen von einem Ziehblock größerer axialer Länge herab.

h) Eine RTV-Maschine kann dazu verwendet werden, Rohre zu Spulen von kleinerem Durchmesser zu wickeln, als es bei Haspelblockmaschinen üblich ist. Dieser Aufwickelvorgang kann sich während eines Ziehvorganges abspielen oder einfach einen Wiederaufwickelvorgang

- Io -

309822/.0 403

darstellen, bei welchem der Querschnitt des Rohres nicht verändert wird, sofern nur ein gewisses Maß an Spannung in dem zum Ziehblock wandernden Rohr erzeugt wird. Hierzu kann man das Rohr beispielsweise zwischen Niederhalterollen (killing-rolls) hindurchlaufen lassen.

i) Wenn ein Rohr rund um einen zylindrischen Block gewickelt wird, ergibt sich aufgrund des Biegevorganges eine gewisse Ovalität im Querschnitt des Rohres, wobei die Hauptachse des Ovals parallel zur Achse des Blockes liegt. Preßt man ein Rohr in eine¹ Nut, so besteht die Tendenz zur Erzeugung eines ovalen Querschnitts, dessen Hauptachse parallel zur Mittelebene der Nut liegt. Wenn man also ein Rohr auf einer RTV-Maschine zieht, so liegen einander entgegengerichtete Tendenzen vor.. Der Tendenz des Rohres, durch die Biegewirkung rundem den Block oval zu werden, wirkt der Quetscheffekt der Nut entgegen. Das Ergebnis ist, daß das gezogene Rohr keine Ovalität besitzt. . Es wurde gefunden, daß der öffnungswinkel der Nut einen Einfluß auf die durch den Quetscheffekt erzeugte Ovalität besitzt. Der optimale öffnungswinkel der Nut stellt also eine Punktion des Blockdurchmessers, des Durchmessers des Rohrquerschnittes und der Wandstärke des Rohres dar. In der Praxis kann man einen öffnungswinkel der Nut wählen, der für die unterschiedlichen Rohrgrößen, die auf einem Block gezogen v/erden sollen, einen Kompromiß darstellt. Eine Restovalität, deren Hauptachse senkrecht zur Mittellinie des Blockes liegt, kann dadurch vermindert oder vollständig beseitigt werden, daß man das Rohr anschließend zwischen Aus-

- 17 -

309822/0403

richtrollen hindurch führt. Kennzeichnend für RTV-Maschinen kann es also sein, daß das gezogene Material nur ein geringes Maß an Ovalität aufweist.

- 18 -

3098 2 2/040 3

Claims

Patentansprüche

1. J Verfahren zum Vermindern des Durchmessers undToder der Wandstärke von Metallrohr durch Erzeugung einer ausreichenden Spannung in einem Rohrstück stromabwärts eines Ziehgesenkes, um das Rohr durch das Ziehgesenk hindurchzuziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung dadurch erzeugt wird, daß man das gezogene Rohr (j>) in eine endlose Nut (5)> welche von zwei konvergierenden Flächen gebildet wird, mit einer ausreichend großen Kraft hineindrückt, um einen Sehlupf zwischen dem Rohr und den Flächen zu vermeiden, während sich die Flächen und das Ziehgesenk (2) mit der erwünschten Ziehgeschwindigkeit voneinander fortbewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Nut in der Umfangsfläche eines zylindrischen Ziehbloeks (4) ausgebildet ist, wobei die Nut aus konvergierenden Flächen besteht, deren Öffnungswinkel im Bereich zwischen 12 und 25° liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k ennz e i ahne t, daß das Rohr innerhalb der Nut über einen Umfangsbogen gehalten wird, der einem Zentriwinkel des Blocks von mindestens l8o° entspricht.

- 19 -

3 0 9 ß X 2 I U A 0 3

!O

4. Rohrziehmaschine mit einem Träger für das zu ziehende Rohr, mit einem Halter für eine Ziehmatrize, mit einer Einrichtung zum Sammeln des durch die Ziehmatrize des Halters gezogenen Rohres, mit einem um eine Achse drehbaren Ziehblock und mit einer Einrichtung zum Drehen des Ziehblockes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehblock (4) eine endlose, über dem Umfang angeordnete Nut (5) aufweist, die von zwei Flächen gebildet ist, welche in Richtung auf die Drehachse des Ziehblocks bis zu einer gemeinsamen, senkrecht auf der Drehachse stehende Ebene konvergieren, und daß Einrichtungen (8, j>o) vorgesehen sind, um das aus der Ziehmatrize (2) kommende gezogene Rohr 0) innerhalb der Nut im Reibeingriff mit den konvergierenden Flächen festzuhalten.

5. Ziehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) V-förmig ausgebildet ist und/n jedem Querschnitt, der radial zum Ziehblock verläuft, aus zwei konvergierenden, geraden Linien besteht, deren öffnungswinkel zwischen 12 und liegt.

o. Rohrziehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere der beiden Flächenlinien in der gemeinsamen Ebene verläuft, wobei die untere Fläche eine kegelstumpffläche darstellt, welche nach oben geneigt ist, um eine Nut mit einem öffnungswinkel zwischen IJ und 22 zu bilden.

7. Rohrziehmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis

■), dadurch gekennzeichnet, daß ein

3 0 9 8 :^; 2 I U U Ü 3

3-f-

flexibler, endloser Strang (8) verwendet wird, um das Rohr in der Nut (5) zu halten, xijobei der Strang durch eine, einstellbare Rollenanordnung (9, lo, 11) unter Spannung gehalten wird.

8. Rohrziehmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rolle (j5o) verwendet wird, um das Rohr zu halten, wobei der Abstand zwischen Rolle und Ziehblock unter Verwendung einer hydraulischen Kolbenarbeitsmaschine einstellbar ist.

9. Rohrziehmaschine nach einem der Ansprüche. 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehblock eine Mehrzahl von Nuten aufweist, wobei die gemeinsamen Ebenen der Nuten in axialer Richtung des Ziehblockes im Abstand zueinander liegen.

10. Rohrziehmaschine nach Anspruch 9 j .dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt und Durchmesser der Nuten von Nut zu Nut vermindert ist, wobei die Nut mit dem kleinsten Querschnitt den kleinsten Durchmesser und die Nut mit dem größten Querschnitt den größten Durchmesser besitzt.

- 21 -

3098^/0403