DE3021940C2 - Verfahren und Anlage zum Herstellen von Rohren auf Rohrstoßbankanlagen - Google Patents
Verfahren und Anlage zum Herstellen von Rohren auf RohrstoßbankanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, bekannt durch die DE-OS
52 255.
Die Produktionsleistung des bekannten Verfahrens hängt, wie bei allen Walzverfahren, von den Taktzeiten
der einzelnen Verfahrensschritte ab. Dabei nimmt das Ankümpeln. des vorderen Endes der Rohrluppe
erhebliche Zeit in Anspruch. Dieses muß bei dem bekannten Verfahren flaschenhalsartig oder in anderer
Form in erheblichem Maß eingezogen werden, damit die erforderliche Stoßkraft in die Rohrluppe übertragen
werden kann. Ein erhebliches Einziehen bedeutet aber einen entsprechenden Zeitaufwand und darüber hinaus
einen relativ hohen Verlust im vorderen, später nicht mehr brauchbaren Ende.
Aufgabe der Erfindung ist es. das Verfahren derart
ίο weiterzuentwickeln, daß der Ankümpelvorgang zeitlich
und das anzukümpelnde Ende seiner Abmessung verkürzt werden können.
Erfindungsgemäß wird daher ein Arbeitsverfahren vorgeschlagen, wie es im Patentanspruch 1 niedergelegt
Auf eine Ausgestahung der Erfindung gemäß
Anspruch 2 wird verwiesen.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens geeignete Anlage ist mit ihren
Merkmalen in Anspruch 3 niedergelegt, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält Anspruch 4.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß eine sehr geringe Ankümpelung vorgesehen werden kann. Es
genügt elso bereits eine einmalige, mit einem entsprechenden
kartenförmigen, an sich bekannten Werkzeug
ausgeführte Stauchverformung. um ein ausreichendes Widerlager für die Stange zu schaffen. Damit
verkürzt sich die Taktzeit für das Ankümpeln erheblich. Da außerdem weniger Material für den Anl:ümpe!be-
3u reich gebraucht wird, vermindert sich auch der Verlust
durch das Ankümpeln, das Ausbringen wird insgesamt verbessert.
In der Erfindung hat sich die Erkenntnis mauiiesiien.
daß beim Stoßbankwalzer: offener, angekürnpeltcr Rohrluppen der Vorgang des Hmtellens einer formschlüssigcn
Verbindung zwischen dem vorderen Stangenende und dem Ankümpelbereich noch in den beiden
ersten Gerüsten ergänzt werden kann, in den dort durch
die Kaliber auch der Ankümpelbereich geringfügig weiter eingezogen wird. Durch die Außendurchmesserreduktion
und das Aufwalzen auf die Stange in den ersten beiden Gerüsten wird der angekümpeltc
Ringboden stabilisiert und zusätzlich eine kraflschlüssige Verbindung zwischen Stange und Rohrinnenwand
hergestellt, so daß ein Durchstoßen der Stange nicht zu befürchten ist.
Das Durchstoßen der Stange stellt bei einer anderen Art von Stoßbänken, nämlich bei Stoßbänken, die mit
abgesetzter Stange arbeiten, eine erhebliche Gefahr dar, da zunächst der abgesetzte vorspringende Teil des
vorderen Stangenendes den Vorschub der Rohrluppe zu übernehmen hat und man, wie durch die DE-OS
28 12 778 bekannt, deswegen die vorderen Kaliber für eine kleinere Querschniltsabnahme auslegt.
im Patentanspruch 5, auf den hiermit verwiesen wird,
ist eine vorteilhafte Auslegung einer erfindungsgemäßen Anlage niedergelegt, die eine axial wirkende
Stauchvorrichtung zum Kumpeln der Rohrluppen vorsieht und durch diese Stauchvorrichtung eine
f* konische Außendurchmesserverminderung bewirkt, deren
Konuswinkel 220°-28° beträgt. Weiterhin soll die rechtwinklige Stirnfläche der Stange eine abgerundete
Kante mit einem Kantenradius von 8—12 mm haben und schließlich die Differenz zwischen dem Rohrluppeninnendurchmesser
und dem Siangendurchmesser 4 — 6% des Stangendurchmessers betragen.
Die Erfindung bringt eine erhebliche technische Bereicherung der gattungsgemäßen Rohrherstellung-
verfahren. Durch die Möglichkeit, im Schrägwalzwerk lange, relativ dünnwandige Hohlkörper herzustellen,
kann im Bedarfsfall ein Teil der in der Stoßbank üblichen Querschnittsabnahme in das Schrägwalzwerk
verlagert werden. Es wird d2rnit möglich, Luppen mit wesentlich größerem Durchmesser bei gleicher Grenzstoßkraft
herzustellen. Als Grenzsioßkraft ist die über
die Dornstange aufzubringende Kraft anzusehen, die bei gleichzeitiger Verformung des Lochstuckes in mehrerer.
Stoßbankkalibern nicht überschritten werden darf. Bei modernen Stoßbankanlagen ist die Grenzstoßkraft
unter Berücksichtigung der am Zahnstangenantrieb der Stange auftretenden Kräfte auf ca. 100 t begrenzt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die Ein>aizmöglichkeit dickwandiger Luppen in
ausreichender Länge, die auch die wirtschaftliche Herstellung der wichtigen, relativ dickwandigen Ölfeldrohrabmessungen
einschließt, sowie die bei gleicher Stoßkraft mögliche Vergrößerung Hes maximalen
Luppendurchmessers von ca. 170 mm auf ca. 255 mm eröffnen weite Einsatzmöglichkeiten für einen Rohrherstellungsprozeß
mit den Verfahrensschritten Lochen im Schrägwalzwerk, anschließendes Kumpeln und abschließendes
Auswalzen in einer Rohrstoßbank. Im Bedarfsfall läßt sich allerdings auch noch ein Streckreduzierwalzwerk
zur weiteren Verarbeitung der gewalzten Rohre anschließen.
Durch die Erfindung ist die Erkenntnis gewonnen worden, daß die zu übertragende Grenzstoßkraft
frühestens dann auftritt, wenn die Luppenspitze das dritte Stoßbankkaliber passiert hat. Demzufolge ist es
entgegen der Meinung der Fachwelt nicht erforderlich, das vordere Luppenende in der Kümpeleinrichtung so
auszubilden, daß es vom Anfang an die Grenzstoßkraft übertragen kann, sondern erfindungsgemäß nur soweit,
daß eine durch die verminderte Querschnittsabnahme und die anfangs geringe Sloßgeschwindigkeit kleingehaltene
Stoßkraft des ersten Kalibers übertragen werden kann. Durch die Erfindung wird also gleichsam
ein Teil des Kümpelvorgangs in die ersten Gerüste der Stoßbank gelegt, wobei sich in den ersten Gerüsten eine
Anlagefläche für die Dornstangenstirnfläche herausbildet, deren Tragfähigkeit von Kaliber zu Kaliber in
gleichem Maße wie die Stoßkraft ansteigt. Die Richtigkeit dieser Idee konnte inzwischen durch
eingehende Versuche im praktischen Betrieb bestätigt werden.
Die als Kumpeln bezeichnete geringe, vorzugsweise konische Anformung der Rohrluppe erfolgt durch ein
einstufiges Axialpressen direkt neben und parallel zur Stoßbank. Die Spann- und Kümpelzeit liegt dabei weit
unier der minimalen Taktzeit der Stoßbank. Während der Spannzeit kann die Dornstange in den Hohlblock
eingeführt, positioniert und nachfolgend mit diesem ausgehoben und in die Stoßbank übergeben werden. Die
Kombination zwischen der geringen Anformung beim Kumpeln und der entsprechenden Kalibrierung in den
Stoßbankkalibern 1 bis 3 ist eine wichtige Erkenntnis der Erfindung. So reicht die beschriebene schwache
Ankümpelung nicht aus, um die bei herkömmlicher Stoßbankkalibrierung bereits in den ersten Kalibern
auftretenden Stoßkräfte zu übertragen. Andererseils ist eine für herkömmliche Kalibrierungen geeignete
Ankümpelung nicht in der beschriebenen einfachen Weise und schnell genug herstellbar.
Das erfindungsgemäße schwache Ankümpeln bedeutet außerdem relativ geringe Axialkräfte beim Kumpeln,
die in einem Backenfutter ohne weiteres aufgenommen werden können. Geringere Wärmeverloste durch kurze
Taktzeiten in der Spannvorrichtung sind die Folge. Weiterhin verringert das weit geöffnete Kümpelende
die beim Einstoßen in die Kaliber auftretende Kraftspnze beträchtlich. Hierdurch wird zweifellos die
bei allen Stoßbankanlagen kritische Lagerlebensdauer günstig beeinflußt.
Die Abbildungen zeigen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigt
F i g. 1 ein vorderes Luppenenae in den Spannbacken der Kümpelvorrichtung,
F i g. 2 die angekümpehe Rohrluppe,
Fig. 3—Fig. 6 aufeinanderfolgende Verfahrensschritte in der Stoßbank.
F i g. 2 die angekümpehe Rohrluppe,
Fig. 3—Fig. 6 aufeinanderfolgende Verfahrensschritte in der Stoßbank.
Fig.7 einen schematischen Querschnitt durch das
erste Reduzierkaliber,
Fig. 8 einen Querschnitt durch das zweite Reduzierkaliber,
F i g. 9 eine Rohrwalzwerksanlage.
Fig. 1 zeigt als Halbschnitt eine Rohrluppe !.allseitig
eingespannt in Spannfutter 3, einer Kümpelvorrichtung unmittelbar naci. dem Kumpeln. Das vordere Ende der
Rohrluppe 1 ist konisch eingezogen, wobei der Konuswinkel α 22C bis 28° sein soll. Die Länge des
eingezogenen, d. h. im Durchmesser verminderten Endes, ist mit LK bezeichnet, die ursprüngliche Form
der Rohrluppe 1 durch eine gestrichelte Linie 21 gezeigi.
Eine weitere gestrichelte Linie 22 soll die in die
Rohrluppe 1 einzuführende Stange 2 der Stoßbank andeuten. Die Rohrluppe I hat einen Innendurchmesser
DR. die Stange 2 einen Durchmesser DS. sie ist an ihrer vorderen Kante abgerundet, wobei dei Kantenradius rb
bis 12 mm betragen soll. Im übrigen ist die Differenz zwischen dem Innendurchmesser DR und der Rohiluppe
1 und dem Sta'.igendurchmesser DS 4 bis 6% des
Stangendurchmessers DS.
Fig. 2 zeigt das angekümpelte vordere Ende einer
Rohrluppe 1.
Die Fig. 3 bis F i g. 6 zeigen Umformvorgänge der
ersten drei Kaliber 6, 7, 8 der Stoßbank. In F i g. 3 ist die Rohrluppe 1 mittels der Stange 2 in Kontakt mi; dem
ersten Kaliber 6 gekommen, in Fig.2 in dieses voll
eingelaufen. 3eim Anstoßen an das erste Kaliber 6 schiebt sich die Stange zwei in der Regel noch
geringfügig in der Rohrluppe 1 vor. Die Rohrluppe 1 wird durch das erste Kaliber 6 verformt, wodurch sich
das angekümpelie Ende 4 unter Verringerung des in Fig. 1 mit DK bezeichneten kleinsten Innendurchmessers
der Durchmesserverringerung nach innen bewegt. Dadurch vergrößert sich der tragende Querschnitt
zwischen Stange 2 und Rohrluppe I1 so daß nunmehr
eine erhöhte Stoßkraft übertragen werden kann. Im zweiten Gerüst 7 (Fig. 5) verstärkt s'ch der tragende
Querschnitt weiter und hat schließlich im dritten Gerüst 8 eine Form erreicht, die die Übertragung der vollen
Stoßkraft ermöglicht.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen die Kaliber 6 und 7 im
Querschnitt, wobei zu erkennen ist, daß wegen des Einsatzes von drei Walzenkalibern die Verformung auf
den Umfang gesehen und ungleichmäßig ist. Das gestrichelt eingezeichnete Polygon 23 ist die Kontur des
Innenrandes der Anlagefläche zwischen der Stirnfläche der Stange 2 und dem angekümpelien Ende 4 der
Rohrluppe 1. Nach F i g. 7 wird die direkte Anlagefläche von 3 sichelförmigen Abschnitten 24 gebildet, die nach
F i g. 8 bereits in eine etwa ringförmige Anlagefläche übergegangen sind.
Die in F i g. 9 dargestellte Rohrwalzwerksanlage
Bewegen des Stangenwagens 17 und neben den Kalibern 6, 7 und 8 weitere Kaliber 9, 10, 11 und 12.
Weiterhin isl eine Kümpelvorrichtung 19 vorgesehen,
die insgesamt quer verschiebbar ist.
besteht aus einem Schrägwalzwerk 13, einem Schräpwalzwerksauslauf
14. einer Quertransporivorrichtung 15, einer Stoßbank 16 und einem Auslaufrollgang 20. Zur
Stoßbank 16 gehört ein Stangenwagen 17 mit der Stange 2, ein drehzahlregclbarer Antrieb 18 zum
Hierzu 5 Blatt Zeichnuncen
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von Rohren großer Länge auf Rohrstoßbankanlagen, wobei Blöcke in
einem Schrägwalzwerk zu offenen Rohrluppen gewalzt werden, diese danach durch Kumpeln an
ihrem vorderen Ende mit einer Durchmesserverminderung versehen werden und anschließend mit einer
in die Rohrluppe eingeführten Stange durch mehrere hintereinander angeordnete Reduzierkaliber
gestoßen und dadurch in aufeinanderfolgenden Verformungssiufen zu Rohren warm ausgewalzt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden ersten Verformungsstufen mit einer
Querschnittsabnahme gefahren wird, die jeweils 40 bis 60% kleiner ist als die Querschnittsabnahme in
der jeweils folgenden Verformunjsstufe und daß die StoÜgeschwindigkeit während des Laufes des
vorderen Endes der Rohrluppe von der ersten zur dritten Verformungsstufe durch Beschleunigen der
Rohrluppe erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabnahme in der ersten
Verforniungsstufe 2—5%, in der zweiten Verformungsstufe 5—10% beträgt und die Beschleunigungsphase
beim Einlauf des vorderen Luppenendes in das dritte Kaliber abgeschlossen ist.
3. Anlage zum Herstellen von Rohren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Schrägwalzwerk,
einer Kümpelvorrichtung und einer Rohrstoßbank mit nicht abgesetzter Stange, jedoch abgerundeter
Kante, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen beiden Kaliber der Rohrstoßbank auf eine Querschnittsübnahme,
auf den Luppenquerschnitl bezogen, von insgesamt 6—12% ausgelegt sind und die
Stange mit einem Antrieb verse!.;n ist, der eine Erhöhung der Slangenvorschubgeschwindigkeit
während des Durchlaufs durch üie beiden vorderen Gerüste gestattet.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabnahme im ersten Kaliber
auf etwa 3%, im zweiten Kaliber auf etwa 8% ausgelegr ist und die Vorschubgeschwindigkeiten
der Stange im ersten Kaliber 1—2 m/s. im zweiten Kaliber 2 — 3 m/s und im dritten und den folgenden
Kalibern4 —6 m/s beträgt.
5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial wirkende Stauchvorrichtung
zum Kumpeln der Rohrluppe vorgesehen und durch diese eine konische Außendurchmesserverminderung
bewirkt ist, deren Kunuswinkel 22* bis 28° beträgt, daß die rechtwinklige Stirnfläche der
Stange eine abgerundete Kante mit einem Kantenradius von 8—12 mm hat und daß die Differenz
zwischen dem Rohrluppeninnendurchmesser und dem Stangendurchmesser 4 — 6% des Stangendurchmessers
beträgt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: SCHMIT, PAUL, 6600 SAARBRUECKEN, DE OBEREM, KARL, DIPL.-ING., 4330 MUELHEIM, DE LAMPE, A., ING.(GRAD.), 4156 WILLICH, DE PIORKO, INGO, DR.-ING., 5142 HUECKELHOVEN, DE |
|
8363 | Opposition against the patent | ||
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: DER (DIE) ERFINDER IST (SIND) NACHZUTRAGEN: OBEREM, KARL, DIPL.-ING., 4330 MUELHEIM, DE LAMPE, A., ING.(GRAD.), 4156 WILLICH, DE PIORKO, INGO, DR.-ING., 5142 HUECKELHOVEN, DE |
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8331 | Complete revocation |