DE3742155C2 - Vorrichtung zur Herstellung nahtloser Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung nahtloser Rohre gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Aus der DE-PS 5 11 791 ist ein Verfahren zum Kaltstrecken rohrförmiger Werkstücke bekannt, bei dem das Werkstück mit einem einzigen Zug seines Dornes sowohl durch eine Anordnung von mehreren sich kreuzenden, feststehend gelagerten Kaliberwalzenpaaren als auch durch einen festen Ziehring geführt wird. Die Dornstange weist dabei eine Angel mit Angelkopf auf, der als Kuppelkopf zur Übertragung der Zugkräfte auf die Dornstange dient.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die durch die folgenden gleichzeitig vorhandenen Eigenschaften wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen aufweist:

• 1. günstige Verformungsbedingungen mit entsprechend niedrigem Energieverbrauch,
• 2. einfache Verfahrenstechnik,
• 3. sichere Herstellung dünnwandiger Rohre mit Toleranzen, die den heutigen hohen Anforderungen entsprechen,
• 4. Verarbeitung von schwer umformbaren Stählen,
• 5. geringe Werkzeugkosten durch Nachbearbeitung der Werkzeuge,
• 6. hohe Flexibilität durch schnellen Dimensionswechsel,
• 7. niedrige Investitionskosten,
• 8. geringer Platzbedarf.

Gelöst wird die Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 1a schematisch die Verbindung der Rohrluppe mit der Dornstange,

Fig. 2 das vordere Ende der Zugstange,

Fig. 3 und 3a die schematische Darstellung des gesamten Stangensystems,

Fig. 4a bis 4f den durch die Kette bewirkten Bewegungsablauf des Stangensystems,

Fig. 5 das erfindungsgemäße Kniehebelsystem,

Fig. 6 die Einstellung der Tragrollentraverse auf verschiedene Stangendurchmesser,

Fig. 7 das Auswerfen der Stange und

Fig. 8 das Schema der erfindungsgemäßen Anlage.

Zur Lösung der gestellten Aufgaben benutzt die Erfindung das Verfahren nach DE 30 21 940 C2, bei dem die Rohrluppe 1 keinen Boden, sondern nach dem Kümpelvorgang ein offenes und nur geringfügig im Durchmesser reduziertes Ende 4 aufweist. Die vorhandene Öffnung gestattet es, die Dornstangenspitze so auszubilden, daß sich der Dornstangendurchmesser in bewährter Weise an dem reduzierten Ende der Rohrluppe bei 2 abstützt, während ein Zapfen 3 mit entsprechend kleinerem Durchmesser aus der Öffnung der Rohrluppe herausragt.

Der Zapfen 3 ist mit einem Kuppelkopf 4 versehen, der in das Gegenstück 5 einer Zugstange 6 eingelegt wird (Fig. 1). Mittels der Zugstange 6 werden Dornstange 7 und Rohrluppe 1 durch die Rollenkaliber gezogen.

Zur Ausbildung des Zapfens 3 kann die Dornstange 7 entsprechend abgedreht oder stirnseitig mit einer Gewindebohrung versehen werden, in die der Zapfen 3 eingeschraubt wird.

Für das Verfahren ist es ohne Bedeutung, ob die Dornstange in eine Rohrluppe 1 eingefahren wird, deren vorderes Ende durch axiales Kümpeln angeformt wurde (Fig. 1) oder ob erst nach dem Einfahren radial, z. B. durch Kümpelzangen, eine Anformung erfolgt 1a (Fig. 1a), bei der praktisch auf den Zapfen 3 gekümpelt wird.

Der Durchmesser der Zugstange 6, die bei größeren Abmessungen ein Rohr mit eingeschraubten Gegenstücken 5, 5a sein kann, ist mit Rücksicht auf das Durchgangsmaß des kleinsten eingesetzten Rollenkalibers zu bestimmen (Fig. 1 bis 3).

Zum Antrieb der Zugstange kann sowohl die bisher verwendete Zahnstange mit den zugehörigen Elementen als auch eine Antriebskette 9 verwendet werden (Fig. 4).

Die Erfindung geht vorzugsweise von einer umlaufenden Zwei-Strang-Antriebskette 9 aus, deren beide Kettenstränge 9a, 9b durch verschiedenartig ausgebildete Traversen 10, 11 miteinander verbunden sind (Fig. 5 und 6).

Der Arbeitshub erfolgt in zwei Stufen, indem zwei zwischen den Kettensträngen 9a, 9b angeordnete Zugtraversen 10, 11 nacheinander zum Einsatz kommen.

Bei dieser Arbeitsweise, bei der die Kettenlänge und der Kettenradabstand gegenüber der einstufigen Arbeitsweise praktisch halbiert werden, ergeben sich die Bedingungen, daß die Übernahme der Zugkraft von der ersten 10 auf die zweite Zugtraverse 11 weitgehend stoßfrei erfolgt und daß das Ausschwenken der Zugtraverse 10 im Umlenkpunkt des antreibenden Kettenrades 12 kraftfrei erfolgt, um Kantenpressungen zwischen den beim Ausschwenken aufeinander gleitenden, kraftübertragenden Flächen zu vermeiden. Die zweite Bedingung kann nur erfüllt werden, wenn die Kraftübernahme durch die Zugtraverse 11 erfolgt, bevor die Zugtraverse 10 aus ihrer geradlinigen Bewegung umgelenkt wird und wenn gleichzeitig die kraftübertragenden Flächen der Zugtraverse 10 durch eine zusätzliche Vorwärtsbewegung der Zugstange 6, relativ zur Kettenbewegung, voneinander getrennt werden.

Erfindungsgemäß werden die vorgegebenen Bedingungen durch die folgenden Maßnahmen erreicht:

• a) Die Zugstange 6 erhält an ihrem vorderen und in der Nähe ihres hinteren Endes Durchmesserverminderungen 13, 14, die so ausgebildet sind, daß sich Widerlager bilden, an denen sich gabelförmige Mitnehmer 15, 16, die in die Zugtraversen 10, 11 eingebaut sind, abstützen können (Fig. 2, 3 und 4).
• b) In der Zugtraverse 10 wird der gabelförmige Mitnehmer 16, der dimensionsabhängig wechselbar sein muß, in einer vorgegebenen Position gehalten.
  In der Zugtraverse 11 ist der gabelförmige Mitnehmer 15 an einem Gleitstück 17 befestigt, das in der Zugtraverse 11 zwischen Anschlägen in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und dessen Bewegungshub ca. 50 mm beträgt.
• c) Die Zugtraversenabstände b sind so gewählt, daß die Zugtraverse 11 in die waagerechte Zugbahn einschwenkt, während sich die Zug­ traverse 10 noch in einem bestimmten Abstand vor ihrem Umlenkpunkt befindet (Fig. 4b).
  Der Mitnehmer 15 der Zugtraverse 11 befindet sich dabei in seiner hinteren Position ohne Kontakt mit dem entsprechenden Widerlager 18 der Zugstange 6.
  Bei dieser Position ist der Abstand der gabelförmigen Mitnehmer 15, 16 in den beiden Zugtraversen 10, 11 um ca. 20 mm größer als der Abstand c der entsprechenden Flächen der Widerlager 18 der Zugstange 6.
• d) Bei der weiteren Kettenbewegung wird ein Kniehebelsystem 19 wirksam, welches das in der Zugtraverse 11 gelagerte Gleitstück 17 relativ zur Traversenbewegung in Zugrichtung um max. 50 mm verschiebt (Fig. 4d, 5). Hierbei wird zuerst das Spiel zwischen den Mitnehmerflächen 18 in der Zugtraverse 11 abgebaut (Fig. 4c) und nachfolgend bei gleichzeitiger Kraftübernahme die Zugstange 6 um ca. 30 mm relativ zur Zug­ traverse 10 verschoben. Die Zusatzbewegung der Zugstange 6 wird durch entsprechende Steuerung des Kniehebelsystems 19 zurückgenommen, nachdem die Zugtraverse 10 ausgeschwenkt ist. Hierbei geht das Gleitstück 17 der Zugtraverse 11 in seine Ursprungslage zurück und stützt sich an entsprechenden Anschlägen der Zugtraverse 11 ab.
• e) Das Kniehebelsystem 19 ist - wie aus Fig. 5 ersichtlich - mit seinen freien Enden einerseits in dem Gleitstück 17, andererseits am verlängerten Kettenbolzen 20 gelenkig gelagert, während das Kniegelenk 21 mit einer Rolle 22 versehen ist.
  Die Bahn 23 für die Rolle 22 ist auf einer Quertraverse anstellbar gelagert.

Erfindungsgemäß werden Dorn- 7 und Zugstange 6 zwischen den beiden Kettensträngen 9a, 9b auf der von den Streckgerüsten vorgegebenen Walzmitte geführt. Das Abtragen der Stangen 6, 7 erfolgt auf lose laufenden prismatischen Rollen 24, die in Rollentraversen 25 gelagert sind, wobei diese pendelnd zwischen den Kettensträngen 9a, 9b an entsprechend verlängerten Kettenbolzen 26 aufgehängt sind (Fig. 6).

Zur Anpassung an verschiedene Stangendurchmesser wird die Pendelbewegung der Rollentraversen 25 benutzt, wobei ein entsprechender Pendelausschlag durch die Führungsbahn 27 fixiert wird (Fig. 6, Schnitt B-B), während sich die Rollentraversen 25 auf der oberen Kettenführungsbahn bewegen. Hierzu sind die Traversenwangen 25a, 25b an der einen Seite (25a) als Stützrollenhebel ausgebildet, während die Traversenwangen 25b auf der anderen Seite so ausgebildet sind, daß die Pendelbewegung gegenüber den Kettenlaschen 28 auf das erforderliche Maß 29 begrenzt werden kann (Fig. 6, Schnitt C-C). Die Rollen 30 der Traversenwange 25a stützen sich auf einer höhenverstellbaren Führungsbahn 27 ab (Fig. 6, Schnitt A-A).

Zum Ende des Arbeitshubes, bei dem die Kettengeschwindigkeit auf Null gebremst ist, befindet sich die zweite Zugtraverse 11 vor dem Umlenkpunkt des angetriebenen Kettenrades 12 (Fig. 4e). Beim Bremsvorgang bewegt sich das Stangensystem relativ zur Zwei-Strang-Antriebskette 9 weiter, bis das hintere Widerlager 18 der Stelle 14 an dem gabelförmigen Mitnehmer 15 der zweiten Zugtraverse 11 zur Anlage kommt und durch diesen ebenfalls abgebremst wird (Fig. 4f). Die an die Zugstange 6 gekuppelte Dornstange 7 mit dem auf ihr ausgestreckten Rohr 31 liegt auf den Rollentraversen 24 der Rollentraversen 25 zwischen den beiden Kettensträngen 9a, 9b.

Zum Entkuppeln muß die Dornstange 7 senkrecht angehoben und nachfolgend seitlich über einen Kettenstrang 9a oder 9b auf einen Ablaufrost 32 befördert werden.

Für diese Aufgabenstellung wird ein zugstangenbetätigtes Hebelsystem 33 vorgeschlagen, dessen schwenkbare Hebelarme 33a, 33b mit lose laufenden prismatischen Rollen 34 und einem Querblech 35 mit Ablaufrost 32 versehen sind (Fig. 7). In der Ruhestellung befinden sich die Hebel des Hebelsystems 33 in waagerechter Lage und können von den Zugtraversen 10, 11 überfahren werden. Nach dem Stoppen der Kettenbewegung können die Hebelarme 33 zwischen den Zugtraversen 10, 11 hochgeschwenkt werden. Nach einer Schwenkbewegung von ca. 45 Grad beginnen die Rollen 34 des Hebelsystems 33 das Rohr 31 anzuheben. Mit dieser Hubbewegung wird der Kuppelkopf 4 aus dem nach oben offenen Gegenstück 5 gehoben.

Gegen Ende der Schwenkbewegung greift das Querblech 35 an der Rohrunterseite an.

Die gegen die Waagerechte geneigte obere Kante des Querbleches 35 bewirkt, daß neben der Hubbewegung auch eine Seitwärtsbewegung des Rohres 31 stattfindet.

Bei senkrechter Hebelstellung bildet die Kante des Querblechs 35 eine Ablaufschräge von ca. 5 Grad Neigung gegen die Waagerechte, über die das Rohr 31 mit der innenliegenden Dornstange 7 abläuft (Fig. 7, Schnitt A-A).

Zur Ausgestaltung der Erfindung sind weitere Einrichtungen erforderlich, die sich aus der Beschreibung zur Anlage (Bild 8) ergeben.

Beschreibung und Verfahrensablauf

Eine durchgelochte Rohrluppe 1 wird durch einen Rollgang 36 zum Quertransport 37 transportiert und über den Quertransport 37 zum Ankümpeln vor die Kümpeleinrichtung 38 gebracht. Von dem Lagerrost 39 wird eine Dornstange 7 in den Rollgang 40 übergeben und in die angekümpelte Rohrluppe 1 eingefädelt. Über den Quertransport 41, der z. B. aus Schwedenhebeln gebildet sein kann, werden Dornstange 7 und Rohrluppe 1 in den Rollgang 42 übergeben, wobei gleichzeitig der Kuppelkopf 4 der Dornstange 7 in das Gegenstück 5 der entsprechend positionierten Zugstange 6 eingelegt wird. Falls mit einer Kümpelzange oder ähnlichem statt mit einer Kümpelpresse gearbeitet wird, kann dieser Vorgang auch entsprechend abgeändert werden. Die Zugstange 6 ist in dem Streckbankbett 43 auf höhenanstellbaren prismatischen Rollen gelagert, wobei ihr hinteres Ende mit dem Gegenstück 5 in den Rollgang 42 hineinragt, während ihr vorderes Ende in der ersten Zugtraverse 10 der Zwei-Strang-Antriebskette 9 gelagert ist.

Bei dieser Startposition wird die Zwei-Strang-Antriebskette 9 durch die Antriebe 44 in Bewegung gesetzt, wobei die Dornstange 7 von der Zugstange 6 durch die in das Streckbankbett 43 eingebauten Streckkaliber gezogen wird und dabei die Rohrluppe 1 auf der Dornstange 7 zum Rohr 31 ausgestreckt wird. Am Ende des Ausstreckvorganges befindet sich die zweite Zugtraverse 11 am Umlenkpunkt des antreibenden Kettenrades 12, das freie vordere Ende der Zugstange 6 liegt auf dem Rollgang 45, während das hintere Ende der Zugstange 5 noch in der zweiten Zugtraverse 11 gelagert ist.

Die Dornstange 6 mit dem ausgestreckten Rohr 31 liegt auf den Rollentraversen 25 zwischen den Kettensträngen 9a, 9b. Durch eine entsprechende Vorrichtung wird die Dornstange 7 angehoben und damit entkuppelt und nachfolgend quer über die Schrägen des Ablaufrostes 32 zum Rollgang 46 transportiert. Das Trennen von Dornstange 7 und Rohr 31 erfolgt nachfolgend - wie von Stoßbankverfahren bekannt - durch ein Lösewalzwerk 47 und eine Ausziehvorrichtung 48, wonach das Rohr 31 dem Nachwärmofen 49 und die Dornstange 7 dem Lagerrost 39 zugeführt wird.

Für den Betrieb der Anlage sind mindestens zwei Zugstangen 6 erforderlich.

Der Zugstangenumlauf erfolgt vom Rollgang 45 über einen Quertransport 41 über den Rollgang 42 auf den Quertransport 50. In den Rollgang 42 wird eine Zugstange 6 übergeben, sobald das hintere Ende der Dornstange 7 den Rollgang 42 freigibt. Die Zugstange 6 wird mit Hilfe von höhenanstellbaren, angetriebenen Rollen, die zwischen den Streckkalibern an beliebigen freien Stellen in das Streckbankbett eingesetzt werden können, durch die Streckkaliber gegen einen Anschlag gefahren, während das Rohr 31 mit Dornstange 7 aus dem Bereich der Antriebskette 9 ausgeworfen wird.

Durch eine nachfolgende Kettenbewegung wird die erste Zugtraverse 10 in Startposition gebracht; hierbei greift der gabelförmige Mitnehmer 16 hinter das Gegenstück 5 der Zugstange 6. Durch die Kettenbewegung wird gleichzeitig die vorher benutzte Zugstange 6 von der Zugtraverse 11 freigegeben und kann über den Rollgang 45 in den Umlauf gebracht werden.

Bevor der gabelförmige Mitnehmer 16 der Zugtraverse 10 in die Stelle 13 der Zugstangenausnehmung einschwenkt, wird die Zugstange 6 mittels einer Vorrichtung so gedreht, daß das Einlegen des Kuppelkopfes 45 der Dornstange 7 in das entsprechende Gegenstück 5 der Zugstange 6 gewährleistet ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung nahtloser Rohre, bei der zunächst eine offene Rohrluppe an ihrem vorderen Ende durch Verminderung ihres Innendurchmessers mit einem Widerlager für die Stirnfläche einer in Längsrichtung angetriebenen Dornstange versehen, anschließend mittels Vorwärtsbewegung der Dornstange durch hintereinander in einem Gerüstbett gelagerte Streckgerüste, bei denen drei oder vier lose laufende Rollen ein Kaliber bilden, hindurchgezogen und damit in ihrem Außendurchmesser reduziert und über die Dornstange ausgestreckt wird, gekennzeichnet durch ein aus Dornstange (7) und Zugstange (6) bestehendes Stangensystem sowie einer umlaufenden Zwei-Strang-Antriebskette (9), deren Kettenstränge (9a, 9b) durch zwei Zug- (10, 11) und eine entsprechende Anzahl von Rollentraversen (25) miteinander verbunden sind, sowie erforderliche Transportrollgänge und Übergabevorrichtungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dorn- (7) und Zugstange (6) lösbar mittels Kugelkopf (4) und Gegenstück (5) miteinander gekuppelt (4, 5) sind, die Zugstange an zwei Stellen (13, 14) jeweils an ihrem vorderen und in der Nähe ihres hinteren Endes so bearbeitet ist, daß Widerlager (18) entstehen, gegen die gabelförmige Mitnehmer (15, 16) der zwischen den Kettensträngen (9a, 9b) gelagerten Zugtraversen (10, 11) abstützbar sind und durch die gleichzeitig das Drehen der Zugstange (6) verhinderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Kuppelkopf (4), der in ein entsprechend ausgebildetes Gegenstück (5) am hinteren Ende der Zugstange (6) einlegbar ist und der in die Stirnseite der Dornstange (7) oder die Stirnfläche eines an die Dornstange (7) angedrehten Zapfens (3) eingeschraubt ist, wobei der Durchmesser des Kuppelkopfes (4) kleiner als der Innendurchmesser der Rohrluppe (1) an ihrem zur Ausbildung eines Widerlagers reduzierten Ende ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Mitnehmer (15) der zweiten Zugtraverse (11) an einem in der Zugtraverse (11) zwischen Anschlägen verschiebbar gelagerten Gleitstück (17) befestigt ist und die Kraftübernahme von der ersten Zugtraverse (10) zur zweiten Zugtraverse (11) durch eine zusätzliche Gleitstückbewegung relativ zur Kettenbewegung erfolgt, wobei gleichzeitig die Zugstange (6) gegenüber der ersten Zugtraverse (10) so weit verschiebbar ist, daß der gabelförmige Mitnehmer (16) der ersten Zugtraverse (10) am Umlenkpunkt des angetriebenen Kettenrades (12) ohne Kantenpressung aus dem Widerlager (5) der Zugstange (6) ausschwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein die Zusatzbewegung des Gleitstückes (17) innerhalb der zweiten Zugtraverse (15) bewirkendes Kniehebelsystem (19), dessen mit einer Rolle (22) versehenes Kniegelenk (21) während der Kettenbewegung mit einer ansteigenden Bahn (23) korrespondiert, wobei die beiden freien Hebelenden einerseits an Kettenbolzen (20), andererseits an dem Gleitstück (17) gelenkig gelagert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, zum Entkuppeln von Zug- (6) und Dornstange (7) und nachfolgendem Auswerfen des auf der Dornstange (7) ausgestreckten Rohres (31), welches nach dem Ende des Streckvorganges zwischen den Kettensträngen (9a, 9b) auf den Rollentraversen lagert, gekennzeichnet durch ein über ein Zuggestänge (51) zu betätigendes Hebelsystem (33), wobei die freien Hebelarme (33a, 33b) der zwischen den Führungsbahnen der Kettenträger gelagerten Hebel des Hebelsystems (33) zwischen den Rollentraversen (25) hindurch in Richtung auf das auszuwerfende Rohr (31) hochschwenkbar sind und wobei die freien Hebelarme (33a, 33b) sowohl mit lose laufenden prismatischen Rollen (34) als auch mit Querblechen (35) ausgerüstet sind und bei einer durch das Zuggestänge (51) eingeleiteten Schwenkbewegung der Hebel des Hebelsystems (33) das Rohr (31) bei gleichzeitigem Entkuppeln von Zugstange (6) und Dornstange (7) zuerst durch die Rollen (34) ohne wesentliche Längskräfte senkrecht anhebbar ist und bei Fortschreiten der Schwenkbewegung das Rohr (31) durch die Querbleche (35) mit einer gegenüber der Waagerechten geneigten Kante anhebbar ist, bis bei senkrechter Hebelstellung eine Ablaufschräge mit ca. 5 Grad Neigung gegen die Waagerechte gebildet ist, über die Rohr (31) und Dornstange (7) abrollbar sind.