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Dokumentenidentifikation DE19749446A1 16.07.1998
Titel Vorrichtung zum Führen eines Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes
Anmelder Elsen Tooling (Ireland) Ltd., Clondulane, Fermoy, IE
Vertreter Hiebsch Peege Behrmann, 78224 Singen
DE-Anmeldedatum 10.11.1997
DE-Aktenzeichen 19749446
Offenlegungstag 16.07.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.07.1998
IPC-Hauptklasse B21B 41/00
IPC-Nebenklasse B21B 41/10   
Zusammenfassung Bei einer Vorrichtung zum Führen eines Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes aus Stahl oder Eisenwerkstoff, in einem Rohr (10) mit wenigstens einem aus der Rohrachse (A) gekrümmten Bereich zum Legen von Windungen des Stranges ist zumindest in einem Bereich des Legerrohres (10) dessen Führungsquerschnitt von lösbar in ihm angeordneten Verschleißelementen (14, 20, 26) zur Strangführung begrenzt. Bei letzteren handelt es sich um kurze Rohrstücke, die zumindest etwa hälftig aus einem verschleißarmen Werkstoff geformt sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines - bevorzugt temperierten - Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes aus Stahl oder Eisenwerkstoff, in einem Rohr mit wenigstens einem aus der Rohrachse gekrümmten Bereich zum Legen von Windungen des Stranges.

Zum Auswalzen eines Stahlknüppels mit beispielsweise 140 mm Kantenlänge zu Walzdraht eines Durchmessers von etwa 5,5 mm wird das Fertigprodukt im Verhältnis der Querschnittsabnahme verlängert. Um diese übergroße Länge wieder auf ein normales Packmaß zu bringen, wird der über 1000°C heiße Walzdraht mit seiner Endwalzgeschwindigkeit innerhalb eines zu einem Kreis gebogenen Rohres in Rotation versetzt. Dabei entstehen nach dem Verlassen des Rohres kontinuierlich miteinander verbundene Drahtringe eines Durchmessers von beispielsweise 1000 mm, den das sog. Legerrohr am Ausgangsende beschreibt. Diese Drahtringe fallen nacheinander auf ein in gleicher Richtung sich bewegendes Transportband und bilden dort sich teilweise überlagernde Schlingen. Diese fallen am Ende des Transportbandes senkrecht auf einen unterhalb dessen befindlichen zentrischen Dorn, der seine schon dichtere Drahtlast durch Abkippen zum weiteren Verpressen der Bündel weiterreicht.

Das Legerrohr des Innendurchmessers von etwa 35 mm ist etwa 4 m lang. Sein größter Anteil (etwa 3,20 m) wird für die Kreisbildung beansprucht. Der Rest bleibt unverformt und wird für den horizontalen Einlauf des Drahtes benötigt. Die Spitze des Drahtes stößt bei der Einführung in die Rohrkrümmung mehrfach, nur kurz, - aber mit ca. 100 m/sec Walzgeschwindigkeit - an hintereinander befindliche Stellen der Rohr-Innenfläche an. Die Rohrkrümmung weist dem Draht den Weg zum Rohrende, an dem er dann kreisförmige Ringe beschreibt, die von selbst auf das erwähnte Transportband fallen. Die Durchlaufzeit der Drahtspitze durch das Legerrohr beträgt nur etwa 3/100 sec.

Hat die Draht spitze das Legerrohr verlassen, reibt der Stahldraht solange an den gleichen Stellen der Rohrinnenfläche, bis die gesamte Drahtlänge - in maximal 2 Minuten - durchgeschossen ist. Zufolge der Fliehkraft im kreisförmigen Legerrohr berühren alle Drähte immer dieselben Stellen der Rohrinnenfläche, die jedoch auf Längen bis zu 20 oder 30 mm unterschiedlich schnell verschleißen. Daher bestimmt der Bereich mit der größten Verschleißrate die Standzeit des Legerrohres.

Zur Meidung von unerwünschten Betriebsstörungen muß ein Austausch des Legerrohres an der Marke mit dem größten Verschleiß erfolgen, bevor die Rohrwand durch die Verschleißtiefe aufgebrochen ist. Zwar würden die übrigen Marken mit weniger tiefem Verschleiß eine längere Nutzung erlauben. Da sich jedoch alle Verschleißmarken an ein und demselben Verschleißteil befinden, werden sie alle als Teil des Legerrohres mit diesem ausgebaut. Dies ist als besonders großer Mangel anzusehen, da alle mehr oder weniger tiefen Verschleißspuren im Legerrohr wie die Glieder einer Kette miteinander verbunden sind - das schwächste Glied bestimmt hier wie dort die Standzeit.

Da der Verschleiß im Legerrohr nicht durch Nacharbeit ausgeglichen zu werden vermag, bleibt dessen erste auch die einzige Nutzung. Die Lebenszeit beträgt bei einer Drahtgeschwindigkeit von 100 m/sec nur 20 bis 30 Stunden. Weiß man, daß das Legerrohr beispielsweise 1000 US$ kostet, und jede Operationsstunde mit etwa 40 US$ zu Buche schlägt, also so teuer ist wie sämtliche Walzkaliber im Walzwerk zusammen, erkennt man die Nachteile des Standes der Technik. Wesentlich teurer noch sind die Austauschzeiten für das Legerrohr bei operativen Stundenkosten eines Walzwerkes von etwa 7000 US$! Man verliert so - neben den erwähnten Rohrkosten von 1000 US$ - zusätzlich etwa 3500 US$ durch verlorene Operationszeit.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die vorstehend beschriebenen Mängel zu beseitigen und vor allem Kosten zu senken.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches, die Unteransprüchen geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß sind zumindest in einem Bereich des Legerrohres in dessen Innenraum austauschbar bzw. lösbar angeordnete Verschleißelemente vorgesehen, die den Führungsquerschnitt zum Führen des in ihm bewegten Stranges bestimmen, also eine Auskleidung darstellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind im Legerrohr kurze Rohrstücke als Verschleißelemente angeordnet, die gegebenenfalls nur dort aus verschleißarmem Werkstoff geformt sind, wo die Berührung mit dem Strang bzw. Draht erfolgt. So hat es sich beispielsweise als günstig erwiesen, das eingesetzte Rohrstück aus einem Außenring und einem verschleißfesten Innenring zusammenzufügen.

Vorteilhafterweise ist das Verschleißelement zur besseren Draht- oder Strangführung mit einem sich in Förderrichtung zumindest teilweise konisch verjüngenden Innen- oder Rohrraum versehen; bevorzugt wird ein Verschleißelement, in dem der sich konisch verjüngende Rohrraumabschnitt - in Förderrichtung - an einen Abschnitt konstanten Durchmessers anschließt.

Auch hat es sich als günstig erwiesen, zwei benachbarte Verschleißelemente durch Verbindungsringe achsparallel aneinanderzufügen, die beidseits in Randeinformungen der Verschleißelemente - gleichen Außendurchmessers - eingreifen.

In einer weiteren Ausgestaltung ragt von einer Stirnfläche des Verschleißelements ein an dieses angeformter Fußring koaxial ab, der - als Teil einer Steckverbindung - in eine Randeinformung des benachbarten Verschleißelements eingreift.

Im Rahmen der Erfindung liegt zudem eine Ausgestaltung, bei der die Verschleißelemente - bevorzugt austauschbar - in Abstand zueinander an einem Distanzhalter angebracht und mit diesen in das Legerrohr eingeführt werden; der Distanzhalter besteht dabei insbesondere aus einem schraubenlinienartig gelegten Draht oder einem entsprechenden Federstrang.

Als Werkstoff für das Rohrstück bzw. das Verschleißelement können metallische Werkstoffe - TANCA, Hartmetall, Wolfram, Molybdän od. dgl. - herangezogen werden, aber auch nicht metallische Werkstoffe, beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Silziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid oder Graphit.

Erfindungsgemäß übernimmt also das Legerrohr - unverändert in seinen Dimensionen - nur noch mittelbar die Formgebungsaufgabe für die Schlingenbildung des Drahtes; die unmittelbare Führungs- und Verschleißaufgabe wird von den unabhängig voneinander funktionierenden Verschleißelementen übernommen, und es erhält jede im Laufe der Walzzeit sich zunehmend ausbildende Verschleißmarke ihr eigenes "Vehikel".

Die kurzen Verschleißröhrchen können unabhängig voneinander versetzt werden. Auch wird es möglich, durch Drehen der Einsätze um beispielsweise jeweils 45°, nacheinander ihren ganzen Innenraum- oder Bohrungsumfang gegen den Verschleißangriff aufzubieten. Damit vergrößert sich ohne Rohrwechsel die Zahl der Nutzungen und die gesamte Lebenszeit des neuen Verschleißteils.

Wird obendrein die existierende Verschleißrate durch zunehmend verschleißärmere Werkstoff ersetzt, verlängert sich die Standzeit noch weitergehend.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugt er Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1, 2 jeweils einen Längsschnitt durch ein Führungsrohr für Draht od. dgl. Stränge in Seitenansicht;

Fig. 3 den Längsschnitt durch ein gekrümmtes Führungsrohr;

Fig. 4 einen Abschnitt aus Fig. 3 in einer weiteren Ausführung.

Ein Führungs- oder Legerrohr 10 für einen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Draht, der in Förderrichtung x zugeführt wird, weist in Fig. 1 einen Innendurchmesser d von hier 38 mm auf. Im Rohrinnenraum 12 sind mehrere Verschleißelemente lösbar angebracht, welche jeweils ihrerseits rohrstumpfartig ausgebildet sind und deren Mittelachse in die Längsachse A des Legerrohres 10 fällt.

So ist mit 14 eine Scheibe der achsparallelen Länge a mit zentrischem Durchbruch 16 bezeichnet. Letzterer verjüngt sich von einem Eingangsdurchmesser e - hier 15 mm - in Förderrichtung x auf einen Enddurchmesser, welcher dem gleichbleibenden Innendurchmesser i des anschließenden Durchbruches 18 eines benachbarten Scheibenelementes 20 entspricht. Letzteres besteht aus zwei konzentrischen Ringen 21, 22, von denen nur der innere Ring 21 verschleißarm sein muß. Zwischen diesem Scheibenelement 20 und einer nachfolgenden Scheibe 14 sitzt ein Distanzring 24 der axialen Länge b und geringer Wanddicke.

Ein ebenfalls im Legerrohr 10 der Fig. 1 skizzierte Verschleißelement 26 vereint die beiden vorbeschriebenen Scheiben 14, 20 zu einem einstückigen Körper mit zentrischem Durchbruch 28, der seinerseits aus zwei Abschnitten 16a, 18a besteht, nämlich einem sich konisch verjüngenden und einem von konstantem Durchmesser i.

In Fig. 2 ist ein weiteres Verschleißelemente 26a der beschriebenen Ausbildung vorgesehen. Sein Außendurchmesser n von hier 27 mm ist so gewählt, daß zwischen dem Verschleißelement 26a und der Rohrinnenfläche 11 ein Futterring 29 angeordnet werden kann, dessen Außendurchmesser vom Innendurchmesser d (hier 37 mm) des in Fig. 2 nicht gezeigten Legerrohres 10 bestimmt ist.

Ein anderes in Fig. 2 angedeutetes Verschleißelement 26b weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser d des Legerrohres 10 entspricht; hier sind Verbindungsringe 30 zu erkennen, welche jeweils in in schulterartige Randeinformungen 32 an den Stirnflächen 34 des Verschleißelements 26b eingesetzt werden und zwei benachbarte Verschleißelemente 26b verbinden kann.

Schließlich ist bei 26c ein Verschleißelement (Fig. 2, links) vorgesehen, das mit einem angeformten Fußring 36 in die schulterartige Randeinformung 32 des anschließenden Verschleißelements 26b eingreift.

Die beschriebenen Verschleißteile 14, 20, 26, 26a bis 26c sind bevorzugt - aber nicht zwingend - aus verschleißfesterem Werkstoff geformt als das Legerrohr 10. Wie gesagt, wird das zweiteilige Scheibenelement 20 lediglich durch seinen inneren Ring 21 verschleißfest; der äußere Ring 22 wird aus weniger verschleißfestem Werkstoff gefertigt. Letzteres trifft auch auf die Distanzringe 24, die Futterringe 29 und die Verbindungsringe 30 zu.

Als Werkstoff für die Verschleißelemente sind sowohl Metallegierungen als auch nicht metallische Werkstoffe denkbar.

Nicht gezeigt ist eine Ausführung, bei der in den Krümmungsbereichen des Legerrohres 10 mehrteilige zusammengesetzte Verschleißelemente vorgesehen sein können, die in der Achsebene geteilt sind und bei denen eine verschleißfestere Hälfte an der Krümmungsaußenseite ruht.

Das gekrümmte Legerrohr 10 der Fig. 3 bietet eine sich deiner Rohrinnenfläche 11 anschmiegende Schraubenfeder 40 an; diese dient einigen an ihr verteilten Verschleißelementen 26 als Distanzhalter. In diesem lagern die Verschleißelemente 26 austauschbar in mittlerem Abstand q voneinander so, daß der - auch hier nicht gezeigte - Draht in den Durchbrüchen 28 ohne weiteres geführt wird. Dank dieser Anordnung kann die Lage der Verschleißelemente 26 auf die verschleißgefährdeten Stellen vorgewählt werden, zudem ist deren Austausch bei Betätigung des Distanzhalters 40 erleichtert.

In Fig. 4 werden die Verschleißelemente 26b mit den schulterartigen Randeinformungen 32 eingesetzt; diese nehmen jeweils einen Bereich der Schraubenfeder 40 auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Führen eines Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes aus Stahl oder Eisenwerkstoff, in einem Rohr mit wenigstens einem aus der Rohrachse gekrümmten Bereich zum Legen von Windungen des Stranges, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Bereich des Legerrohres (10) dessen Führungsquerschnitt von lösbar in ihm angeordneten Verschleißelementen (14, 20, 26) zur Strangführung begrenzt ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch kurze Rohrstücke (14, 20, 26) als im Legerrohr (10) angeordnete Verschleißelemente.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (14, 20, 26) zumindest etwa hälftig aus einem verschleißarmen Werkstoff geformt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (20) aus einem Außenring (22) und einem verschleißfesten Innenring (21) besteht.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement (14, 26) mit einem sich in Förderrichtung (x) zumindest teilweise konisch verjüngenden Rohrraum (16, 16a) versehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement (26, 26a, 26b, 26c) einen sich konisch zu einem Rohrraumabschnitt (18a) konstanten Durchmessers (i) verjüngenden Rohrraumabschnitt (16a) aufweist.
  7. 7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Verschleißelemente (26b) durch Verbindungsringe (30) aneinandergefügt sind, die beidseits in Randeinformungen (32) der Verschleißelemente gleichen Außendurchmessers (d) eingreifen.
  8. 8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Stirnfläche (34) des Verschleißelements (26c) ein angeformter Fuß ring (30) koaxial abragt, der in eine Randeinformung (37) des benachbarten Verschleißelements (26b, 26c) eingreift.
  9. 9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Legerrohr (10) und Verschleißelement (26a) eine Futterbüchse (28) vorgesehen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) zwischen zwei Verschleißelementen (14, 20, 26) ein Distanzring (24) den Abstand (b) der Stirnflächen (34) bestimmt.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) ein Distanzhalter (40) verläuft, an dem Verschleißelemente (14, 20, 26, 26a bis 26c) in Abstand (q) zueinander festgelegt sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißelemente (14, 20, 26, 26a bis 26c) lösbar am Distanzhalter (40) vorgesehen sind.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (40) aus einem schraubenlinienförmig gelegten Drahtstrang besteht.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) als Distanzhalter (40) eine Schrauben- oder eine Spiralfeder verläuft.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement oder Rohrstück (14, 20, 26, 26a bis 26c) aus einem metallischen Werkstoff wie TANCA, Hartmetall, Wolfram, Molybdän od. dgl. , geformt ist.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement oder Rohrstück (14, 20, 26, 26a bis 26c) aus einem nicht metallischen Werkstoff wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid oder Bornitrid oder Graphit geformt ist.






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