METHOD OF DRAWING A SEAMLESS METAL TUBE

Abstract: 1. Method of drawing a seamless metal tube (1) in which a pressed and/or rolled metal tube (1) is reduced both in diameter and also in wall thickness by means of a plurality of successively arranged drawing dies (5, 9), floating mandrels (2a-2f) arranged within the tube (1) in the region of the drawing dies (5, 9) and driven traction members (6) positioned following the drawing dies (5, 9) in which the mandrels, which are arranged in sequence correlated to the dies (5, 9), are introduced together into the end of the length of tube to be drawn and are set to function in succession by the formation of depressions (21) in the metal tube, and the length of tube is provided with a necked-down region, characterised in that the necked-down region (4) is stepped, the number of steps (4a-4f) corresponds to the number of successively arranged drawing dies, and the diameters of the steps (4a-4f) in the same way decrease in accordance with the internal width of the successively arranged drawing dies (5, 9).

Description: Verfahren zum Ziehen eines nahtlosen Metallrohres Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen eines nahtlosen Metallrohres nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei der Kupierrohrfertigung für den Sanitärbereich wird üblicherweise von einem Pressblock bzw. Walzblock ausgegangen, der zu einem Rohr gewalzt oder gepresst wird. Dieses sogenannte Press- oder Walzrohr wird in nachgeschalteten Kaitverarbeitungseinrichtungen auf einen geringeren Querschnitt reduziert und anschliessend auf das Endmass heruntergezogen. Da das Gewicht des Press- oder Walzblockes nicht unendlich hoch gewählt werden kann, liegen bei den anschlie ssenden Kaltverarbeitungsvorgängen relativ kurze Rohrlängen vor. Die Wirtschaftlichkeit dieses bisher kostengünstigsten Rohrherstellungsverfahrens kann noch verbessert werden, wenn es gelingt, das Verhältnis von Ziehzeiten zu Nebenzeiten zu verbessern. Unter Nebenzeiten versteht man die Zeit, die bei der Vorbereitung des Rohres vor dem Ziehen verstreicht. Dazu gehören beispielsweise Einfüllen eines Ziehöls, Einführen des Domes. Anformen der Ziehangel, Einführen der Ziehangel in die Matrize und Fassen der Ziehangel mit der Ziehzange. Diese Arbeitsgänge müssen vor jedem Zuq durchgeführt werden. AB der DE-OS 26 23 385 ist ein Verfahren der eingangs er- wähnten Art beschrieben, bei dem in die zu ziehende Rohrlunge die entsprechend ihrer Zuordnung zu den Matrizen hintereinander angeordneten und lösbar miteinander verbundenen Dorne eingeführt werden, wonach die Rohrlänge angespitzt und durch die erste Matrize hindurchgeführt wird. Das Rohr wird so weit gezogen, bis der zur ersten Ziehmatrize gehörige erste Dorn seine Lage während des Ziehvorgangs erreicht hat. In diesem Augenblick werden die übrigen Dorne vom ersten Dorn getrennt und der nächsten Ziehstufe zugeführt, wobei sich die Arbeitsgänge bis zur vorletzten Ziehstufe wiederholen. Bei diesem'Verfahren wird für mehrere Ziehstufen das Einfüllen von Ziehöl und das Einführen der Dorne nur einmal durchgeführt und in sofern konnten die Nebenzeiten verringert werden. Hierbei ist aber zu bedenken, dass bei mehr als beispielsweise vier Zügen in einem Arbeitsgang die Ziehangel bedingt durch den Querschnitt der letzten Ziehmatrize so dünn wird, dass sie die Zugkräfte nicht zu übertragen'vermag. Auch wird die Ziehangel vor jedem Zug so stark deformiert, dass die Einführung in die nächste Ziehstufe manchmal unmöglich ist. Sind die Zugglieder beispielsweise sogenannte Schlittenziehmaschinen, bedeutet das bei diesem Verfahren, dass hinter jeder Matrize die Ziehangel neu verformt werden muss, da der Durchmesser der Ziehangel bei der Verwendung von Schlittenziehmaschinen dem Durchmesser des gezogenen Rohres weitestgehend entsprechen muss, da sonst die Ziehbacken der Schlittenziehmaschine die Ziehangel nicht fassen können. In einer modernen Rohrfertigung besteht der erste Kaltarbeits- gang an dem Press- oder Walzrohr aus einem Pilgerwalzen, in dem mehrere Walz- oder Pressrohre gemeinsam gepilgert werden. Bei diesem Pilgerverfahren sind maximale Querschnittsabnahmen möglich. Das Pilgerrohr wird anschliessend in mehreren Trommelzügen bis auf das notwendige Endmass heruntergezogen. Der Nach teil des sogenannten Trommelziehverfahrens ist darin zu sehen, dass die jeweils gezogene Rohrlänge in einem korbartigen Behäiter gelagert wird und dann der nächsten Ziehstufe zugeleitet wird. Arbeitet man beispielsweise mit einer Ziehtrommel, so benötigt man für eine wirtschaftliche Fertigung eine Vielzahl von korbartigen Behältern. Der Grund hierfür liegt darin, dass um häufigen Matrizenwechsel zu vermeiden, zunächst eine grössere Anzahl von Pilgerrohren heruntergezogen wird, wobei jede Rohrlänge in einem korbartigen Behälter gelagert wird. Die korbartigen Behälter werden auf einer Bahn geführt und gelangen auf ihrem Wege wieder zur Ziehtrommel zurück. In diesem Augenblick wird die Ziehmatrize gewechselt und sämtliche im Umlauf befindlichenRohrlängen werden auf das nächste Mass heruntergezogen. Diese Vorgehensweise wiederholt sich bis die ge wünschte Endabmessung erreicht ist. Neben dem relativ hohen maschinellen Aufwand ist ein weiterer Nachteil dieses Trommelziehverfahrens darin zu sehen, dass es zu Ungleichwandigkeiten des Rohres kommt. Darüber hinaus wird das Rohr auf der Trommel oval verformt. Aus diesem Grunde wäre es wünschenswert, Rohre im sogenannten Geradeauszug zu fertigen. Dies ist bisher an der relativ geringen MaximalgescBwindigkeit der sogenannten Schlittenziehmaschinen von 150 m pro Minute aus wirtschaftlichen Gründen gescheitert. Gegenüber dem Trommelziehverfahren hat das Geradeausziehen noch den Vorteil, dass die maximalen Querschnittsabnahmen höher gewählt werden können. So sind beim Geradeausziehen Querschnittsabnahmen von bis zu 40 X möglich, wogegen beim Trommelziehen maximale Quwerschnittsabnahmen von 35 X auftreten, da ein Teil der für die Verformung erfordexlichen Kraft zum Biegen des Rohres notwendig ist. Durch das Geradeausziehen könnten aus diesem Grund beispielsweise ein oder mehrere Züge eingespart werden. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, nahtlose Rohre in einem kontinuierlichen Arbeitsgang in wirtschaftlicher Weise in mehreren Ziehstufen geradeaus zu ziehen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch das im Kennzeichen.des Anspruchs 1 Erfasste gelöst. Dadurch, dass die Ziehangel gestuft angeformt wird und die Durchmesser der Abstufungen in gleicher Weise abnehmen wie die lichten Weiten der hintereinander angeordneten Ziehmatrizen, braucht die Fertigung nach dem Einfädeln der zu ziehenden Rohrlängen in die erste Matrize nicht mehr angehalten zu werden. Die Zugglieder bei den ersten Ziehstufen, d h. bei Geschwindigkeiten bis zu 150 m pro Minute können sogenannte Schlittenziehmaschinen sein. Bei den letzten Ziehstufen. wird man vorteilhafterweise sogenannte Rollenabzüge verwenden, di-e aus mindestens drei -hintereinander angeordneten Rollen bestehen, die sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Rohres versetzt zueinander angeordnet sind. Ein solcher Rollenabzug ist beispielsweise in der.DE-PS 26 35 615 beschrieben. Eine derartige Rollenabzugsvorrichtung ist imstande, Rohre mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 m pro Minute geradeaus abzuziehen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird jede Abstufung durch Kaltziehen oder Hämmern angeformt. Dabei wird im wesentlichen der Durchmesser des anzuspitzenden Rohres reduziert, wogegen die Wanddicke nur geringfügig abnimmt. Will man dagegen grössere Wanddickenabnahmen erzielen, so ist es vorteilhaft, das Kaltziehen oder Hämmern über einen Dorn vorzunehmen. Die Dorne für jede Ziehstufe werden vor dem Anformen der Ziehangel in das Ende des Rohres eingebracht, Um zu verhindern, dass insbesondere die kleineren Dorne sich verlagern und sich unter Umständen in der falschen Ziehstufe festsetzen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die mit einer längsaxialen Bohrung versehenen Dorne mit Abstand zueinander auf einer Stange anzuordnen und gemeinsam in das Ende des Rohres einzuschieben. Wichtig ist, dass die Dorne relativ fest auf der Stange angeordnet sind, damit sie gemeinsam mit der Stange unter Beibehaltung ihres längsaxialen Abstandes zueinander von dem in der Ziehmatrize festsitzenden Dorn abgetrennt werden können. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll, eine Stange zu verwenden, deren Durchmesser ebenfalls leicht abgestuft ist. Die Inncenbohrungen'der einzelnen Dorne sind diesen Ab stuùngen angepasst. Hinter jedem Dorn könnte ein festsitzender Gummiring auf der Stange aufsitzen, der eine Verschiebung der Dorne verhindert. Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele sowie der Tabellen 1 und 2 näher erläutert. In der Fig. 1 ist mit 1 ein Kupferrohr bezeichnet, beispielsweise ein kaltgepilgertes Rohr mit einer Länge von ca. 90 m, einem Aussendurchmesser von 55 mm und einer Wanddicke von 2,3 nun. In das Ende dieses Rohres 1 wird zunächst eine Portion Ziehöl eingebracht, eine Delle 21 eingeformt und anschliessend sechs Dorne 2a, 2b, 2c, 2d, 2f gegen die Delle 21 geschoben. Die Abmessungen der Dorne 2a bis 2f sind auf die einzelnen Ziehstufen abgestimmt. Die Dorne 2a bis 2f sind auf eine Stange 3aufgefädelt,.die von links nach rechts gesehen leicht abgestuft ist. Nach dem Einführen der Dorne 2a bis 2f wird an das Ende des Kupferrohres 1 eine Ziehangel 4 angeformt. Das Anformen der Ziehangel 4 geschieht zweckmässigerweise durch Hämmern oder durch Kaltziehen. Gemäss der Lehre der Erfindung ist die Ziehangel 4 abgestuft ausgebildet. Die Abstufungen 4a, 4b; 4c, 4d, 4e und 4f wer dtin nacheinander angeformt und sind bezüglich ihres Durchmessers auf die lichten Weiten der hintereinander angeordneten Ziehmatrizen 5 abqestimmt. Die Länge der einzelnen Abstufungen 4a bis 4f entspricht jeweils der Lange einer Ublichen Ziehangel. Die Wenddicke im Bereich der einzelnen Abstufungen 4a bis 4f kann gleich oder auch geringer als die Wanddicke des Kupferrohres 1 sein. Wesentlich ist jedoch, dass der Querschnitt im Bereich der einzelnen Abstufungen 4a bis 4f ausreichend ist, um die.notwendige Zugkraft zu übertragen. Die so angeformte Ziehangel wird nun durch eine Matrize 5 hindurchgeführt bis die Abstufung 4a teilweise aus der Matrize 5 herausragt. Der Durchmesser der Abstufung 4a entspricht also der lichten Weite der Matrize 5 bzw. ist geringfügig kleiner. Hinter der Ziehmatrize 5 ist ein Klemm- backenpaar 6 einer Schlittenziehmaschine angeordnet, welches an dem Rohr 1 in dem Bereich der Abstufung 4a angreift und das Rohr 1 durch die Ziehmatrize 5 hindurchzieht. Dabei wird der Dorn 2a in dem Bereich der Matrize 5 transportiert und nimmt die für den Ziehprozess erforderliche Lage ein. In diesem Augenblick wird mittels einer hinter der Matrize 5 angeordneten Eindeilvorrichtung 7 in dem Kupferrohr 1 eine DRlle 8 erzeugt, die die Dorne 2b bis 2f sowie die Stange 3 mitnimmt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei den nächsten drei Ziehstufen, wobei die Dorne 2b, 2c und 2d in den entsprechenden Matrizen hängenbleiben, wogegen die restlichen Dorne mit der Stange 3 mitgenommen werden. Bei den letzten zwei Ziehstufen 16 und 17 (Figur 4 - 6) ist das Zugglied jeweils eine sogenannte Rollenabzugsvorrichtung. Nach.dem Hindurchführen der Ziehangel durch die Matrize 9 und nachdem das Rohr 1 mittels eines verfahrbaren Zuggliedes 22 eine bestimmte Länge durch die Matrize 9 gezogen wurde, werden die Rollen 10 zusammengefahren,. .so dass sie das Rohr 1 greifen. Die Rollen 10 sind-angetrieben und vermögen das Kupferrohr 1 durch die Matrize 9 hindurchzuzieheW uch'5ei der Ziehstufe 16 hinter der Matrize 9 ist eine Dellvorrichtung 7 vorgesehen, die eine Delle 8 in dem Kupferrohr 1 erzeugt, welche den Dorn 2f mit der Stange 3 mitnimmt. Nachdem die Abstufung 4f durch die letzte Matrize 9 hindurchgeführt und von den Rollen 10 der letzten Ziehstufe gefasst und der Dorn 2f seine Lage eingenommen hat, wird die Geschwindigkeit der Anlage auf das zulässige Mass erhöht und der ZiehvOrgang wird durchgeführt. Beim Erhöhen der beschwin- digkeit wird mittels der fliegenden Säge 20 die Ziehangel 4 abgetrennt. Der gesamte Einfädelungsvorgang läuft vollautomatisch ab und dauert etwa 1 Minute. Es wird nur eine Person zur Bedienung einer oder mehrerer Anlagen benötigt, die während des Ziehvorgangs die vorbereitenden Arbeiten, wie Zieh öl einbringen, Dorne einbringen und das Anformen der Ziehangel durchführt. Die Figur 6 zeigt einen schematischen Ablauf der Ziehstrasse. Das Kupferrohr 1, in dessen Ende die Dorne 2a bis 2f sowie eine Portion Ziehöl eingeführt worden ist, wird in einer Formvorrichtung 11 mit einer Ziehangel gemäss Figur 1 versehen. Das so vorbereitete Kupferrohr. 1 wird dann in die Ziehstrasse eingebracht, die aus den einzelnen Ziehstufen 12 bis 17 besteht. Jede Ziehstufe setzt sich aus einer Matrize sowie einem Zugglied zusammen. Bei den Ziehstufen 12 bis 15 sind die Zugglieder sogenannte Schlittenziehvorrichtungen, wogegen die Zugglieder bei den Ziehstufen 16 und 17 wegen der höheren Geschwindigkeit des durchlaufenden Kupferrohres 1 sogenannte Rollenabzugsvorrichtungen sind. Die Ziehstufen 12 bis 16 weisen noch die Eindellvorrichtungen 7 auf. Nach dem Austritt aus der letzten Ziehstufe 17 kann das Kupferrohr 1 mittels einer fliegenden Säge 20 geschnitten werden oder aber zu Ringbunden 18 gewickelt werden. Anhand der nachfolgend aufgeführten Tabellen 1 und 2 lassen sich die Querschnitts- änderungen sowie die Ziehgeschwindigkeiten direkt ablesen. Aus der Figur 7 lässt sich beispielsweise für ein Rohr mit den Abmessungen 15 x 0,95 mm und einer Abzugsgeschwindigkeit hinter der letzten Ziehmatrize die Stundenleistung (Ordinate) in Abhängigkeit von der Einziehzeit (Abszisse) für verschiedene Gewichte des Rohres (Parameter) ablesen. So wird z.B. bei einem Gewicht von 300 kg und einer Einziehzeit (Nebenzeit) von 1 Minute die Leistung der Fertigungsstrasse 5000 kg/h betragen. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Vorgehens ist noch darin zu sehen, dass gegenüber der herkömmlichen Fertigungsart mit Trommelziehmaschine, der Querschnitt des Ausgangsrohres grösser gewählt werden kann, wenn die gleiche Anzahl Züge vorliegt, da wie bereits erwähnt, beim Geradeausziehen höhere Querschnittsabnahmen möglich sind. Ein Vergleich der beiden Tabellen zeigt deutlich, dass beim Geradeausziehen nach der Lehre der Erfindung (s.Tabelle 1) von einem wesentlich grösseren Querschnitt des Pilgerrohres ausgegangen werden kann, um mit einer gleichen Zugzahl zu dem Endquerschnitt zu gelangen. Die Tabelle 2 zeigt eine beim Trommel ziehen übliche Ziehfolge. Auch kann ohne grosse Verteuerung des Verfahrens ein zusätzlicher Zug hinzugefügt werden. Dies kann vorteilhaft für Fertigungsanlagen sein, in welchen die Produktion des Vorrohres bzw. Ausgangsrohres für das Ziehen ein Engpass ist. Durch geringere Querschnittsabnahmen in der Vorproduktion, beispielsweise einem Kaltpilgerwalzwerk, gelangt man bei gleicher Geschwindigkeit zu einem höheren Ausstoss gemessen am Gewicht. Tabelle 1 Abmessung Wand- Querschnitts- Zieh Gewicht # innen # aussen dicke abnahme geschwind. mm mm mm % kg / m m / Min Pilgermass 49.5 / 56 3.25 - 4.79 1. Zug 39.8 / 45 2.6 35-36 3.09 36 2. Zug 32.5 / 36.5 2.- 37-38 1.93 58 3. Zug 25.84 / 29 1.58 37-38 1.21 93 4. Zug 20.5 / 23 1.25 37-38 0.761 147 5. Zug 16.9 / 19 1.05 31-32 0.527 213 6. Zug 13.1 / 15 0.95 31-32 0.374 300 Tabelle 2 Pilgermass 50.4 / 55 2.3 - 3.39 1. Zug 40 / 44 2.- 30-31 2.352 48 2. Zug 32.7 / 36 1.65 32-33 1.590 71 3. Zug 25.1 / 28 1.45 31-32 1.078 104 4. Zug 20.5 / 23 1.25 29-30 0.761 148 5. Zug 16.9 / 19 1.05 30-31 0.527 213 6. Zug 13.1 / 15 0.95 28-29 0.374 300

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Ziehen eines nahtlosen Metallrohres, bei dem ein gepresstes und/oder gewalztes Metallrohr mittels mehrerer hintereinander angeordneter Ziehmatrizen und innerhalb des Rohres im Bereich der Ziehmatrizen angeord neter fliegender Dorne sowie den Ziehmatrizen nachge schaltete angetriebene Zugglieder sowohl im Durchmesser als auch in der Wanddicke reduziert wird, bei dem in die zu ziehende Rohrlänge die entsprechend ihrer Zuordnung zu den Matrizen hintereinander angeordneten Dorne einge führt werden und die Rohrlänge mit einer Ziehangel ver sehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehangel gestuft angeformt wird und die Anzahl der Abstufungen der Anzahl der hintereinander angeordneten Ziehmatrizen entspricht und die Durchmesser der Abstufungen in glei cher-Weise abnehmen wie die lichten Weiten der hinterein ander angeordneten Ziehmatrizen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abstufung durch Kaltziehen oder Hämmern angeformt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dan das Kaltziehen oder Hämmern über einen Dorn vorgenommen wird. 4, Verfahren nach einem oder mehreren Verfahren der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer längsaxialen Bohrung versehenen Dorne mit Abstand zueinander auf einer Stange angeordnet werden und ge meinsam in das Ende des Rohres geschoben werden.

Inventors: UHLMANN, KLAUS PETER, DIPL.-ING.
Applicants: SCHUMAG AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: B21C1
IPC codes: B21C5, B21C1