DE1301296B

DE1301296B - Floating mandrel for a pipe pulling device

Info

Publication number: DE1301296B
Application number: DEA53664A
Authority: DE
Inventors: Maropis Nicholas
Original assignee: Aeroprojects Inc
Current assignee: Aeroprojects Inc
Priority date: 1965-10-04
Filing date: 1966-10-04
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3295349A; GB1096639A; FR1495848A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen schwimmen- einer Öffnung 14. Gemäß Fig. IA ragt ein schwim-The invention relates to a floating opening 14. According to FIG.

den Dorn für eine Rohrziehvorrichtung, bei der das mender Dorn 16 in oder durch diese Öffnung 14 undthe mandrel for a pipe drawing device, in which the mender mandrel 16 in or through this opening 14 and

Ziehwerkzeug in Schwingungen versetzbar angeord- begrenzt zusammen mit dem Ziehwerkzeug 12 einenThe drawing tool can be set in vibrations and is limited together with the drawing tool 12

net ist. sich verjüngenden Kanal, durch den das Rohrmate-net is. tapered channel through which the pipe material

Es ist bereits bei der Herstellung von Rohren auf 5 rial 30 hindurchgezogen wird.It is already pulled through at 5 rial 30 during the manufacture of pipes.

Stoßbänken bekannt, daß Ziehringe und/oder der Das Ziehwerkzeug 12 bildet einen Bestandteil eines Dorn in Schwingungen versetzt werden, wobei es mit 38 bezeichneten Wandler- und Kopplersystems, sich aber, dem Herstellungsverfahren entsprechend, das einen akustischen Koppler 40 und mehrere mit nicht um einen schwimmenden Dorn, sondern um 50 a, 50 b, SOc und 5Od bezeichnete Wandler umfaßt, einen mit einem festen Gestänge verbundenen Dorn ίο wobei der Wandler 50 d in den Figuren nicht darhandelt, gestellt ist.Bumpers known that drawing rings and / or the drawing tool 12 forms a component of a mandrel are set in vibration, wherein it is designated with 38 transducer and coupler system, but, according to the manufacturing process, the one acoustic coupler 40 and several with not one floating mandrel, but by 50 a, 50 b, SOC and 5Od designated converter comprises an input connected to a fixed mandrel rod ίο the transducer 50 d not darhandelt in the figures, is provided.

Die Anwendung von Schwingungsenergie in Ver- Das System 38 ist so ausgebildet, daß es mit einerThe application of vibrational energy in the system 38 is designed to work with a

bindung mit dem Ziehen von Rohren unter Benutzung bestimmten Frequenz arbeitet, bei der es sich vor-binding works with the pulling of pipes using a certain frequency at which it

eines schwimmenden Dorns gehört zu einem nicht zugsweise um eine Resonanzfrequenz handelt. Vor-a floating mandrel belongs to one which is not preferably a resonance frequency. Before-

vorveröffentlichten Stand der Technik. Dort wurde 15 zugsweise ist das System 38 so bemessen, daß seinepre-published state of the art. There was 15 preferably the system 38 is dimensioned so that its

die Verwendung eines Dorns beschrieben, dessen physikalische Gesamtlänge einer akustischen Längethe use of a mandrel is described, the total physical length of which is an acoustic length

Länge gleich einem ganzen Vielfachen einer halben eines ganzen geradzahligen Vielfachen einer halbenLength equal to a whole multiple of a half of a whole even multiple of a half

Wellenlänge des Schalls in dem Material des Dorns Wellenlänge des Materials des Systems bei der er-Wavelength of the sound in the material of the mandrel Wavelength of the material of the system at the

bei der bestimmten Betriebsfrequenz der Einrichtung wähnten Frequenz gleichwertig ist, so daß zur Errei-at the specific operating frequency of the device is equivalent to the frequency mentioned, so that to achieve

zur Schwingungserzeugung im Ziehwerkzeug ist. 20 chung eines einwandfreien Betriebs eine Schwin-to generate vibrations in the drawing tool. 20 to ensure proper operation, a vibration

Dabei kann sich aber das dem Ziehwerkzeug abge- gungsbauchzone der Schwingungen an dem das RohrIn this case, however, the swelling zone of the vibrations on the pulling tool can be located on the pipe

wandte freie Ende des Dorns nicht wie ein in einem berührenden Teil des Ziehwerkzeugs vorhanden ist.turned free end of the mandrel as one is present in a contacting part of the drawing tool.

Schwingungsbauch befindliches Teil verhalten, so daß Bei jedem der Wandler 50 λ bis 5Od handelt esAnticipated part behave so that each of the transducers 50 λ to 50d it is

es auch nicht in Phase mit dem Ziehwerkzeug Schwin- sich gemäß den Zeichnungen vorzugsweise um einit is also not in phase with the drawing tool, preferably around one according to the drawings

gungen ausführen kann. Damit ist aber die Ausnut- 35 elektrostriktives Aggregat.can perform. But this means that the cut-off is an electrostrictive unit.

zung der zugeführten Schwingungsenergie in dem Zwar wird die Verwendung der vorstehend ge-of the supplied vibration energy in the Although the use of the above

Bereich der Querschnittsverkleinerung ungenügend, nannten Konstruktion eines elektrostriktiven Wand-Area of cross-sectional reduction insufficient, called construction of an electrostrictive wall

und man müßte, wollte man hier Abhilfe schaffen, lers für die erfindungsgemäßen Zwecke bevorzugt,and one would have to prefer, if one wanted to remedy this, for the purposes according to the invention,

dem Dorn über ein Gestänge entsprechend dem ge- doch können auch andere Bauarten von elektro-the mandrel via a rod according to the ge but also other types of electrical

wünschten Effekt Schwingungsenergie zuführen. 30 striktiven, piezoelektrischen oder magnetostriktivensupply the desired effect of vibration energy. 30 strict, piezoelectric or magnetostrictive

Da aber die Verwendung eines schwimmenden Wandlern benutzt werden.But since the use of a floating transducer can be used.

Dorns bestimmte Vorteile hat, weil damit z. B. Rohre Den Wandlern 50 a bis 5Od wird durch eine Enerunbeschränkter Länge gezogen werden können, ist es giequelle Energie mit der gewünschten Frequenz zuvon daher die der Erfindung zugrunde liegende Auf- geführt. Im vorliegenden Fall beträgt die Frequenz gäbe, einen hier in Rede stehenden schwimmenden 35 28 000 Hz, und jeder Wandler ist so konstruiert, daß Dorn so auszubilden, daß sich die Schwingungsenergie er mit dieser Nennfrequenz arbeitet,
auf den Bereich der Querschnittsverringerung kon- Auf dem erwähnten Energiezuführungssystem konzentriert, ohne dem Dorn direkt Schwingungsenergie nen Schwingungen im Bereich von etwa 60 Hz und zuführen zu müssen. etwa 300 000 Hz erzeugt werden. Dieser Frequenz-Dorns has certain advantages because it z. B. Pipes The transducers 50a to 50d will be able to be drawn through an energy of unlimited length, if it is the source of energy with the desired frequency, hence the list on which the invention is based. In the present case, the frequency would be a floating 35 28 000 Hz, and each transducer is designed so that the mandrel is designed so that the vibration energy it works with this nominal frequency,
Concentrated on the aforementioned energy supply system, without having to supply vibrational energy directly to the mandrel and vibrations in the range of about 60 Hz. about 300,000 Hz can be generated. This frequency

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß 40 bereich ist für die erfindungsgemäßen Zwecke geeig-To solve this problem, according to the invention 40 range is suitable for the purposes according to the invention.

vorgeschlagen, daß die Länge des Dorns einer aku- net, da er nicht nur Frequenzen umfaßt, die im hör-suggested that the length of the spine is acu net, since it does not only include frequencies that are

stischen Länge eines ganzen ungeradzahligen Viel- baren Bereich von bis zu etwa 15 000 Hz liegen, son-length of an entire odd-numbered range of up to about 15,000 Hz, but

fachen einer Viertelwellenlänge des Schalls im Mate- dem auch den Ultraschallbereich, der allgemein übertimes a quarter wavelength of the sound in the material also the ultrasound range, which is generally over

rial des Dorns bei einer bestimmten Betriebsfrequenz 15 000 Hz liegt. Eine bevorzugte Frequenz würde imrial of the mandrel is 15,000 Hz at a certain operating frequency. A preferred frequency would be im

eines Schwingungen erzeugenden Wandler-Koppler- 45 Bereich von etwa 3000 bis etwa 50 000Hz liegen,a transducer-coupler generating vibrations range from about 3000 to about 50,000 Hz,

systems entspricht und das in der Öffnung des Zieh- und die optimale Frequenz würde etwa 14 000 bissystem and that in the opening of the pulling and the optimal frequency would be around 14,000 to

Werkzeugs befindliche Ende des Dorns nicht in etwa 35 000 Hz betragen. Normalerweise wählt manTool located end of the mandrel not be in about 35,000 Hz. Usually one chooses

Schwingungen versetzbar ausgebildet ist. eine Frequenz, bei der sich geeignete AbmessungenVibrations is designed to be displaceable. a frequency at which there are suitable dimensions

Damit wird erreicht, daß sich das dem Ziehwerk- der Vorrichtung im Hinblick auf einen bestimmten zeug abgewandte Ende des Dorns nach Art eines im 50 Anwendungsfall bzw. einen Satz von Bedingungen Schwingungsbauch befindlichen Teils verhalten kann, ergeben. Das Arbeiten im Ultraschallbereich bietet und zwar sowohl wegen seiner Bewegungsfreiheit als den weiteren Vorteil, daß die Schwingungen für das auch wegen seiner Beziehung zu dem Schwingungs- Bedienungspersonal nicht hörbar sind und daher knotenbereich, von dem aus die Schwingungen infolge keine Störungen hervorrufen,
der Wirkung der Poisson-Zahl zu ihm zurück über-55 Gemäß Fig. IA umfaßt das Ziehwerkzeug 12 tragen werden, wobei dieser Effekt bewirkt, daß das zur leichteren Befestigung an dem akustischen Kopp-Dornende in Phase mit den Schwingungen des Zieh- ler 40 einen sich in axialer Richtung erstreckenden Werkzeugs Schwingungen ausführt. Abschnitt 42, der mit Außengewinde versehen und inWhat is achieved thereby is that the end of the mandrel facing away from the drawing mechanism of the device can behave in the manner of a part that is anticlockwise in the application or a set of conditions. Working in the ultrasonic range offers the further advantage, both because of its freedom of movement, that the vibrations are not audible to the operator, also because of his relationship with the vibration operators, and therefore the nodal region from which the vibrations do not cause any disturbances,
the effect of the Poisson's number on it back over executes vibrations extending in the axial direction of the tool. Section 42, which is externally threaded and in

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des eine Gewindebohrung am benachbarten Ende desIn the figures is an embodiment of a threaded hole at the adjacent end of the

erfindungsgemäßen Dorns dargestellt. Es zeigt 60 Kopplers 40 eingeschraubt ist. Das von dem Zieh-illustrated mandrel according to the invention. It shows 60 coupler 40 is screwed in. That of the pulling

F i g. 1 eine teilweise als Schnitt und teilweise als werkzeug abgewandte andere Ende des Kopplers 40F i g. 1 shows another end of the coupler 40 facing away partly as a section and partly as a tool

Seitenansicht gezeichnete Darstellung, trägt im vorliegenden Fall vier Fortsätze, an denen dieSide view drawn representation, carries in the present case four extensions on which the

Fig. IA einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1. Wandler 50 a bis 5Od befestigt sind, vorzugsweise1A shows an enlarged section from FIG. 1. Converters 50a to 50d are attached, preferably

In F i g. 1 ist mit 10 eine mit Schwingungsenergie durch Hartlöten.In Fig. 1 with 10 is one with vibration energy by brazing.

arbeitende Vorrichtung zum Ziehen von Rohren be- 65 Die der Hornbauart entsprechende Konstruktionworking device for pulling pipes 65 The construction corresponding to the horn type

zeichnet. des Systems 38 eignet sich insbesondere zum Zuführendraws. of the system 38 is particularly suitable for feeding

Die Vorrichtung 10 ist nach Art einer Ziehbank relativ großer Mengen an Schwingungsenergie beiThe device 10 is in the manner of a drawbench with relatively large amounts of vibration energy

ausgebildet und umfaßt ein Ziehwerkzeug 12 mit einer gegebenen Frequenz sowie zur Vermeidungformed and includes a pulling tool 12 with a given frequency as well as avoidance

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unerwünschter Schwingungsweisen bei der Zufuhr Hartlöten, oder lösbar, z. B. durch eine Gewinde-undesirable modes of vibration in the supply brazing, or releasable, e.g. B. by a thread

von Energie und beim Betrieb eines relativ großen verbindung, miteinander verbunden werden können,of energy and when operating a relatively large connection, can be linked together

einzelnen Kopplers. Außerdem ist die Konstruktion Es sei bemerkt, daß der Dorn 16 im Gegensatz zuindividual coupler. In addition, the construction It should be noted that the mandrel 16 in contrast to

derart, daß es möglich ist, den Koppler mit einem dem Koppler 40, dem Ziehwerkzeug 12 und der Halleicht zugänglichen Bauteil, z. B. einem Ziehwerk- 5 terung52 vorzugsweise aus einem Material besteht,such that it is possible to use the coupler with one of the coupler 40, the pulling tool 12 and the half accessible component, e.g. B. a drawing mechanism52 is preferably made of a material,

zeug, zu verbinden, um dieses Bauteil in der Richtung das akustisch keine optimalen Eigenschaften besitzt,stuff to connect to this component in the direction that acoustically does not have optimal properties,

des Ziehvorgangs in axiale Schwingungen zu ver- Vielmehr wird der Dorn vorzugsweise aus einemof the drawing process in axial vibrations. Rather, the mandrel is preferably made of a

setzen. anderen Material, z. B. Wolframkarbid, hergestellt,set. other material, e.g. B. tungsten carbide, manufactured

Um eine Unterstützung zu ermöglichen und um das nicht nur für den Ziehvorgang als solchen, son-Frequenzversetzungen bei der schwingenden Vor- io dem auch insbesondere für die erfindungsgemäßenTo enable support and not only for the pulling process as such, but also for frequency offsets in the case of the oscillating advance also in particular for the inventive

richtung sowie die Verluste an Schwingungsenergie Zwecke geeignet ist.direction as well as the losses of vibration energy purposes is suitable.

durch Abführung von Energie zu den Stützorganen Mit anderen Worten, wenn bei dem erfindungsauf ein Mindestmaß herabzusetzen, wird das Zieh- gemäßen Dorn das gewünschte akustische Verhalten werkzeug 12 vorzugsweise durch eine für Kräfte un- erzielt werden soll, ist es nicht erwünscht, akustische empfindliche Halterung 52 unterstützt. 15 Energie vom Ende 18 des Doms 16 aus auf das Rohrby dissipating energy to the supporting organs In other words, if in the case of the invention By reducing a minimum, the drawing-like mandrel will achieve the desired acoustic behavior tool 12 is preferably to be achieved by an un- forcing force, it is not desirable to use acoustic sensitive bracket 52 supports. 15 energy from the end 18 of the dome 16 onto the tube

Die Halterung 52 kann eine Buchse oder Hülse 30 und/oder das Ziehwerkzeug 12 zu übertragen,The bracket 52 can transfer a bushing or sleeve 30 and / or the drawing tool 12,

umfassen, deren Länge bei der Betriebsfrequenz einer Vielmehr ist es erwünscht, daß sich der Dom 16 iminclude, the length of which at the operating frequency of a Rather, it is desirable that the dome 16 in the

halben Wellenlänge entspricht und die aus Stahl oder Bereich der tatsächlichen Materialeinschnürung, d. h.half a wavelength and the steel or area of the actual material constriction, i.e. H.

einem anderen Material mit geringer Hysteresis her- in dem dem Ziehwerkzeug 12 benachbarten Bereich gestellt ist, z. B. aus Nickel, Aluminiumbronze, Beryl- 20 des Doms, akustisch nicht in Schwingungen versetz-a different material with low hysteresis in the area adjacent to the drawing tool 12 is set, z. B. made of nickel, aluminum bronze, beryl 20 of the dome, acoustically not set in vibrations-

lium-Kupfer oder Monelmetall. Ein Ende der Buchse bar verhält. Der erwähnte Teil des Doms 16 setztlium copper or monel metal. One end of the jack bar behaves. The mentioned part of the cathedral 16 sets

52 ist metallurgisch mit dem Koppler 40 verbunden, dann der Übertragung von Schwingungsbewegungen52 is metallurgically connected to coupler 40, then transmitting vibratory movements

und zwar vorzugsweise in einem Schwingungsbauch- in einer axialen Richtung einen großen Widerstandnamely preferably a large resistance in an antinode in an axial direction

bereich der Schwingungen des zylindrischen Ab- entgegen, d. h., er bildet sozusagen einen axialenarea of the vibrations of the cylindrical counter, d. that is, it forms an axial one, so to speak

Schnitts, während das andere Ende der Buchse un- 25 Schwingungsknoten.Cut, while the other end of the socket un- 25 nodes of vibration.

befestigt bleibt. Die Buchse 52 trägt einen radial nach Die erfindungsgemäße Bemessung des Doms 16remains attached. The bush 52 bears a radial dimension of the dome 16 according to the invention

außen ragenden Flansch 58, dessen Abstand von und sein Verhalten als nicht in Schwingungen ver-externally protruding flange 58, whose distance from and its behavior as not causing vibrations

ihrem freien Ende einem Viertel einer Wellenlänge setzbares Bauteil bewirken, daß die Schwingungs-their free end a quarter of a wavelength settable component cause the vibration

entspricht; hierbei entsteht im Bereich des Flansches energie auf den Bereich der Querschnittsverkleine-is equivalent to; this creates energy in the area of the flange on the area of the cross-sectional reduction

58 ein echter akustischer Knoten. 30 rung konzentriert wird, wo die Schwingungsenergie58 a real acoustic knot. 30 tion is concentrated where the vibrational energy

Der Flansch 58 ist mit einer Unterstützung 60, die größte Nutzwirkung erzeugt, so daß eine Verbesz. B. durch einen Spannring 61 und Schrauben, lös- serung des Rohrziehvorgangs erzielt werden kann, bar verbunden. Die Unterstützung 60 ist an der Zieh- ohne daß eine direkte Zuführung von Schwingungsbank 36 starr befestigt. energie über den Dom erfolgt. The flange 58 is provided with a support 60, the greatest useful effect, so that a Verbesz. B. by means of a clamping ring 61 and screws, the pipe drawing process can be released, connected bar. The support 60 is rigidly attached to the drawing without a direct feed from the vibration bench 36. energy via the cathedral.

Gemäß Fig. IA bildet die Halterung 52 ein koni-35 Bekanntlich variiert die Geschwindigkeit vonAccording to FIG. 1A, the bracket 52 forms a cone. As is known, the speed varies from

sches rohrförmiges Bauteil, doch ist dies nicht not- Druckwellen in einem Medium je nach dem jeweili-tubular component, but this is not necessary - pressure waves in a medium depending on the particular

wendigerweise die bevorzugte Form. gen Medium; die annähernde Länge des Doms 16agile the preferred shape. gene medium; the approximate length of the cathedral 16

Der akustische Koppler 40 und das Ziehwerkzeug kann mit Hilfe der bekannten Gleichung (Wellen-The acoustic coupler 40 and the pulling tool can be calculated using the known equation (wave

12 bestehen ebenso wie die Halterung 52 Vorzugs- länge = Geschwindigkeit/Frequenz) ermittelt wer-12 exist as well as the bracket 52 (preferred length = speed / frequency) can be determined

weise aus K-Monelmetall oder einem anderen Mate- 40 den, welche die Beziehung zwischen der Frequenz,wise made of K-Monel metal or another material, which determines the relationship between the frequency,

rial mit geringer Hysteresis, guter Wärmeleitfähigkeit der Geschwindigkeit und der Wellenlänge des Schallsrial with low hysteresis, good thermal conductivity of the speed and the wavelength of the sound

und einem hohen akustischen Übertragungswirkungs- angibt. Wenn der Dorn 16 aus Wolframkarbid herge-and a high acoustic transmission effect. If the mandrel 16 is made of tungsten carbide

grad, wobei diese Eigenschaften auch dann erhalten stellt werden soll, z. B. einem Material, das 87%degree, these properties should also be maintained, z. B. a material that is 87%

bleiben, wenn das Material z. B. in einem Ausmaß Wolfram und 13% Kobalt enthält, werden die maß-stay when the material z. B. contains tungsten and 13% cobalt to an extent, the dimensional

von 0,1% elastisch verformt wird. Zu den geeigneten 45 gebenden Eigenschaften des Wolframkarbidmatenalsis elastically deformed by 0.1%. About the suitable properties of tungsten carbide material

Materialien gehören auch Aluminiumbronze und ermittelt; denn die verschiedenen WolframkarbideMaterials also include aluminum bronze and detected; because the various tungsten carbides

Beryllium-Kupfer. Die genannten Materialien sind können unterschiedliche Werte für den Elastizitäts-Beryllium copper. The materials mentioned can have different values for the elasticity

unmagnetisch und bekanntlich dadurch gekennzeich- modul und die Dichte aufweisen, so daß sich unter-non-magnetic and, as is well known, characterized by the module and the density, so that

net, daß sie bezüglich der Zuführung von akustischer schiedliche Schallgeschwindigkeiten ergeben, undnet that they result in different speeds of sound with regard to the supply of acoustic, and

Energie relativ gute Eigenschaften besitzen. Für die 50 dann wird die einer Viertelwellenlänge entsprechendeEnergy have relatively good properties. For the 50, the quarter wavelength will be the same

Zwecke eines Ziehvorgangs ist es jedoch auch mög- Abmessung berechnet.However, for the purpose of a drawing process it is also possible to calculate the dimensions.

lieh, das Ziehwerkzeug 12 aus anderen Materialien Es sei bemerkt, daß es wie beim gebräuchlichenborrowed, the drawing tool 12 made of other materials. It should be noted that it is like the conventional

herzustellen, z. B. aus Materialien, die in erster Linie Ziehverfahren möglich ist, am Ziehwerkzeug und amto manufacture, e.g. B. from materials that are primarily possible drawing process, on the drawing tool and on

wegen ihrer Eignung für den Ziehvorgang als solchen Ende des Doms verschiedene Winkel vorzusehen,to provide different angles as such end of the dome because of their suitability for the drawing process,

und nicht etwa wegen ihrer akustischen Eigenschaften 55 Bis jetzt hat es sich jedoch nicht gezeigt, daß diesenand not because of their acoustic properties. 55 However, it has not yet been shown that these

gewählt werden, wobei vorausgesetzt ist, daß eine Winkeln eine kritische Bedeutung bezüglich der Er-be chosen, with the assumption that an angle has a critical meaning with respect to the

solche Wahl eines anderen Materials für das Zieh- findung zukommt, abgesehen davon, daß sie sich insuch a choice of another material for the drawing is due, besides being in

werkzeug bei der Konstruktion des Systems für den einem bestimmten Anwendungsfall auf die gewünschtetool when designing the system for a specific application to the desired

Betrieb bei einer Resonanzfrequenz berücksichtigt Querschnittsverringerung auswirken können,Operation at a resonance frequency taken into account may affect the reduction in area,

wird, wie es weiter oben für die erfindungsgemäßen 60 Beim Gebrauch der Vorrichtung wird das Rohr 20as described above for the 60 according to the invention. When the device is used, the tube 20

Zwecke als bedeutsam bezeichnet wurde. über den Dom 16 geschoben. Dies geschieht gewöhn-Purposes has been designated as significant. pushed over the cathedral 16. This usually happens

Gemäß der Erfindung ist ein frei schwimmender lieh nach einer Vorbehandlung des Rohrs, z. B. durch Dorn 16 vorgesehen, der ein zum Formen dienendes Beizen, Reinigen und Schmieren. Wenn die Erfindung Ende 18 und ein frei schwimmendes Ende 20 umfaßt. angewendet wird, ist es jedoch bei manchen Mate-Der Dorn 16 kann durch ein einziges Bauteil gebildet 65 rialien möglich, auf eine Vorbehandlung des Rohwerden, oder man kann die Endabschnitte 18 und 20 materials teilweise oder ganz zu verzichten. Der als getrennte Bauteile herstellen, die fest, z. B. durch Dorn 16 wird so angeordnet, daß das zum Formen eine metallurgische Verbindung, beispielsweise durch dienende Ende 18 in der richtigen Lage innerhalb derAccording to the invention, a free-floating is borrowed after a pretreatment of the pipe, e.g. B. by Mandrel 16 is provided, which is used for forming pickling, cleaning and lubricating. If the invention End 18 and a free floating end 20 includes. is used, however, it is with some mate-der Mandrel 16 can be formed by a single component 65 rials possible, on a pretreatment of the raw material, or you can partially or completely dispense with the end sections 18 and 20 materials. Of the produce as separate components that are fixed, e.g. B. by mandrel 16 is arranged so that the molding a metallurgical connection, for example by serving end 18 in the correct position within the

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Ziehöffnung 14 »schwimmt«. Das Rohr 30 kann in Wirkungsgrad. Ferner läßt sich Stahl, der als Mate-Draw opening 14 "floats". The tube 30 can be in efficiency. Furthermore, steel, which is used as a material

der üblichen Weise angespitzt werden. Dieser End- rial für den Koppler verwendet wird, leichter bearbei-be sharpened in the usual way. This terminal used for the coupler is easier to edit

abschnitt wird in Richtung des Pfeils 90 durch die ten und mit Stahl oder anderen Materialien verbindensection is in the direction of arrow 90 through the th and connect with steel or other materials

Öffnung 14 des Ziehwerkzeugs geführt. Die Backen als Monelmetall oder Beryllium-Kupfer, doch besitztOpening 14 of the drawing tool out. The jaws as Monel metal or beryllium copper, however, possesses

64 a und 64 b einer Zieheinrichtung 62 werden ge- 5 Stahl einen niedrigeren akustischen Übertragungs-64 a and 64 b of a pulling device 62 will give 5 steel a lower acoustic transmission

schlossen, um den eingezogenen Endabschnitt 32 des wirkungsgrad. Wenn bei verschiedenen Vorrichtun-closed to the retracted end portion 32 of the efficiency. If different devices

Rohrs 30 zu erfassen. Die Zieleinrichtung 62 ist auf gen mit unterschiedlichen Mengen an akustischerCapture tube 30. The aiming device 62 is on genes with different amounts of acoustic

der Ziehbank 36 bewegbar gelagert, damit das Rohr Energie gearbeitet wird, wobei diese Energie als Aus-the draw bench 36 movably mounted so that the pipe energy is worked, with this energy as an output

30 durch den Kanal zwischen dem Ziehwerkzeug 12 gangsleistung der Energiequelle oder als Eingangs- und dem zum Formen dienenden Ende 18 des Doms io leistung des Wandlers in Watt ausgedrückt wird,30 through the channel between the drawing tool 12 input power of the energy source or as an input and the end 18 of the dome serving for shaping the power of the converter is expressed in watts,

16 gezogen werden kann. Die Zieheinrichtung 62 ergeben sich naheliegende Folgerungen selbst dann,16 can be drawn. The pulling device 62 leads to obvious conclusions even then,

wird zuerst in Richtung des Pfeils 90 betätigt, um wenn man nicht einen bestimmten Ziehvorgang be-is first actuated in the direction of arrow 90 in order, if one does not carry out a certain drawing process

das Dornende 18 in die richtige Lage gegenüber dem trachtet.the end of the mandrel 18 seeks in the correct position with respect to the.

Rohr zu bringen, d. h. bis es zwischen der Zieh- Auf die Innen- und/oder Außenfläche des Rohrs 30 öffnung 14 und der Umfangsfläche des Domendes 18 15 kann auf bekannte Weise ein Schmiermittel aufgetrafestgehalten wird. gen werden. Solche Schmiermittel und ihre Anwen-Nachdem das zum Formen dienende Ende 18 des dung bei Ziehvorgängen sind bekannt, und hierbei Doms 16 in die richtige Lage gebracht worden ist handelt es sich nicht um einen Gegenstand der Erfin- und wenn Schwingungsenergie dem System 38 züge- dung, abgesehen davon, daß es die Erfindung bei führt wird, das das Ziehwerkzeug 12 und wegen seiner ao bestimmten Materialien und unter bestimmten Ziehakustisch-geometrischen Verhältnisse auch den Dorn bedingungen ermöglicht, auf eine Schmierung teil-16 umfaßt, bewegt die Zieheinrichtung 62 die Backen weise oder vollständig zu verzichten, wobei bezüglich 64 a und 64 b in Richtung des Pfeils 90. der Auswahl des Schmiermittels für einen bestimm-Es sei bemerkt, daß man die Zufuhr von Energie ten Werkstoff weniger kritisch vorgegangen werden zu den Wandlern entsprechend den jeweiligen Be- 25 kann.To bring the tube, ie until it is held between the drawing opening 14 and / or the outer surface of the tube 30 and the circumferential surface of the dome end 18 15, a lubricant can be applied in a known manner. be genes. Such lubricants and their applications are known, and the mandrel 16 has been brought into the correct position for the forming end 18 of the manure during drawing operations Apart from the fact that the invention leads to that the drawing tool 12 and, because of its ao certain materials and under certain drawing acoustic-geometric conditions, also enables the mandrel to a lubrication part-16, the drawing device 62 moves the jaws or to do without it completely, with reference to 64 a and 64 b in the direction of arrow 90. the selection of the lubricant for a specific- It should be noted that the supply of energy th material is less critical to the transducers according to the respective loading 25 can.

triebsbedingungen variieren kann, und zwar auch Als Beispiel für die Anwendung der Erfindung seioperating conditions can vary, including as an example of the application of the invention

unter Berücksichtigung des zu ziehenden Materials, erwähnt, daß es gemäß der Erfindung möglich ist,taking into account the material to be drawn, mentions that according to the invention it is possible

der Ziehbedingungen, z. B. der zu erzielenden Quer- Rohre aus einer Eisen-Nickel-Legierung einwandfreithe drawing conditions, e.g. B. the cross tubes to be achieved made of an iron-nickel alloy perfectly

Schnittsverringerung, der Ziehgeschwindigkeit und zu ziehen, die sich ohne Zufuhr von Schwingungsder Ziehspannung, sowie entsprechend dem verwen- 30 energie nicht einwandfrei ziehen läßt. Allerdings istCutting reduction, the pulling speed and pulling that can be done without the supply of vibration Drawing tension, as well as depending on the energy used, does not allow it to be drawn properly. However, it is

deten Wandler-Koppler-System und dem Dom. es in diesem Fall erforderlich, das Schmiermittel fürdeten converter-coupler system and the cathedral. it in this case required the lubricant for

Die Lage des zum Formen dienenden Endes 18 das Rohr sorgfältig auszuwählen, wenn reproduzier-Carefully select the position of the end 18 used for shaping the pipe if reproducible

des Doms 16 gegenüber dem Ziehwerkzeug 12 und bare Ergebnisse erzielt und Rohrbrüche vermiedenof the dome 16 with respect to the drawing tool 12 and results in face to face and broken pipes avoided

der Öffnung 14 des Werkzeugs bestimmt unter ande- werden sollen.the opening 14 of the tool should be determined among other things.

rem die Ziehtiefe, und es sei bemerkt, daß sich im 35 In einem anderen Fall war es ebenfalls unter VerVergleich zu einem an seinem hinteren Ende unter- wendung eines Doms aus Wolframkarbid mit den stützten Dom ein frei schwimmender Dom entspre- erwähnten, einer Viertelwellenlänge entsprechenden chend dem Dom 16 sowohl unter bekannten Zieh- Abmessungen möglich, bei einer Ziehgeschwindigkeit bedingungen als auch bei der Zuführung von Schwin- von etwa 23 m/min und einer Querschnittsverringegungsenergie leichter verlagern kann. 40 rung um 40% Kupferrohre einwandfrei zu ziehen, Die dem Ziehwerkzeug zugeführte Energiemenge bei denen vor dem Ziehen unter Zuführung von soll nicht ausreichen, um das zum Formen dienende Schwingungsenergie der Durchmesser etwa 2,36 mm Ende 18 des Doms 16 gegenüber der Stellung zu und die Wandstärke etwa 0,158 mm betrug. Eine verlagern, die zur einwandfreien Durchführung des solche Querschnittsverringerung konnte ohne An-Ziehvorgangs eingehalten werden muß. Andererseits 45 wendung der vorliegenden Erfindung nicht erreicht muß jedoch die zugeführte Energiemenge genügen, werden.rem the drawing depth, and it should be noted that in the 35 In another case it was also under comparison to one at its rear end using a dome made of tungsten carbide with the were supported by a free-floating dome corresponding to the mentioned quarter wavelength accordingly the dome 16 is possible both with known drawing dimensions, at one drawing speed conditions as well as the supply of vibration of about 23 m / min and a cross-section reduction energy can relocate more easily. 40% to pull 40% copper pipes flawlessly, The amount of energy supplied to the drawing tool for those prior to drawing with the supply of should not be enough to generate the vibration energy used for forming the diameter about 2.36 mm The end of 18 of the dome 16 compared to the position closed and the wall thickness was about 0.158 mm. One relocate, which was able to properly carry out such cross-sectional reduction without tightening must be adhered to. On the other hand, the application of the present invention is not achieved however, the amount of energy supplied must be sufficient.

um bei einem bestimmten Material und unter gegebe- Der Ziehvorgang kann bei einer sehr niedrigen nen Betriebsbedingungen eine bestimmte Quer- elektrischen Eingangsleistung des Wandlers eingeleitet Schnittsverringerung zu gewährleisten. werden, um es dem Dom zu ermöglichen, die richtige Bekanntlich läßt sich die dem Werkstück durch 50 Lage einzunehmen, wobei die Ziehgeschwindigkeit eine akustische Schwingungsvorrichtung zugeführte etwa 11,5 m/min beträgt, woraufhin man die EinEnergiemenge nicht ohne weiteres direkt ermitteln, gangsleistung auf ihren dem normalen Betrieb ent- und bei einer indirekten Bestimmung ist es häufig sprechenden Wert steigern kann, wobei die Zieherforderlich, Flüssigkeiten zu verwenden und andere geschwindigkeit in dem vorstehend beschriebenen Faktoren zu berücksichtigen, die unterschiedlichen 55 Fall auf etwa 23 m/min erhöht wird, industriellen Anwendungsfällen nicht ohne weiteres Zu den weiteren Vorteilen, die die Erfindung in anpassen lassen. Femer variiert die zulässige züge- manchen Anwendungsfällen bietet, kann die Tatsache führte Energiemenge in Abhängigkeit von dem ver- zu rechnen sein, daß es möglich ist, mit einer optimawendeten Wandler, den geometrischen Verhältnissen len Plastizität des Materials zu arbeiten, so daß die des akustischen Kopplers, den verwendeten Materia- 60 Ziehspannung auf optimale Weise verringert wird, lien sowie z. B. dem Wirkungsgrad der Verbindungs- femer die Tatsache, daß die Neigung zum Rattern stellen zwischen den verschiedenen Teilen des Wand- abnimmt, daß mit einer höheren Ziehgeschwindigkeit ler-Koppler-Systems. Beispielsweise ist ein magneto- gearbeitet werden kann, und daß sich im Vergleich striktiver Wandler erheblich robuster, und er arbeitet zu bekannten Ziehverfahren, bei denen ein frei zuverlässiger als die bis jetzt gebräuchlichen kerami- 65 schwimmender Dom benutzt wird, größere Querschen Wandler, doch arbeitet ein magnetostriktiver schnittsverklemerungen je Durchgang erzielen lassen. Wandler bei der Umwandlung elektrischer Energie in Da das frei schwimmende Ende 20 des Doms 16 mechanische Schwingungen mit einem niedrigeren an seinem äußeren Ende akustisch frei ist, d. h., da esIn order to be able to work with a certain material and under given- The drawing process can take place at a very low level A certain transverse electrical input power of the converter is introduced into the operating conditions To ensure reduction of cuts. to enable the cathedral to find the right one As is known, the workpiece can be taken up by 50 positions, the pulling speed an acoustic vibrator supplied is about 11.5 m / min, whereupon the amount of energy cannot easily be determined directly, the output power corresponds to its normal operation and in the case of an indirect determination it can often increase speaking value, whereby the drawing is necessary, Use liquids and other speed in the one described above Factors to consider, the different 55 fall is increased to about 23 m / min industrial applications not readily. The further advantages that the invention in have it adjusted. Furthermore, the permissible trains vary - some applications can be the fact led amount of energy depending on the to be offset that it is possible with an optimal used Converter to work the geometric relationships len plasticity of the material so that the the acoustic coupler, the material used is reduced in an optimal way, lien and z. B. the efficiency of the connection also the fact that the tendency to rattle put between the different parts of the wall- that decreases with a higher pulling speed ler coupler system. For example, a magneto can be worked, and that is in comparison strict converter is considerably more robust, and it works to known drawing processes in which one is free more reliable than the ceramic floating dome in use up to now, larger cross-sections Converter, however, works a magnetostrictive cutting blockage per pass can be achieved. Converter in the conversion of electrical energy into Da the free-floating end 20 of the dome 16 mechanical vibrations with a lower one at its outer end is acoustically free, d. h. as it

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keine Schwingungsenergie abgibt, weil keine Anpassung des akustischen Widerstandes an die Luft besteht, stellen die Knotenbereiche bei ganzen ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge von der Stirnfläche des Endes 20 aus echte akustische Knotenpunkte dar; hierbei handelt es sich um einen Betriebszustand, der in der Praxis, soweit bekannt, bei einem Wandler-Koppler-System, das Energie abgibt, nicht erreichbar ist.emits no vibration energy because there is no adaptation of the acoustic resistance to the air, represent the nodal areas at whole odd multiples of a quarter wavelength of the The face of the end 20 represents real acoustic nodes; this is one Operating state that in practice, as far as known, in a converter-coupler system that emits energy, is not reachable.

Wenn ein einwandfreier Betrieb gewährleistet sein soll, darf die Zieheinrichtung 62 einschließlich der Backen 64 a und 646 bei der Betriebsfrequenz auf keine Weise in Resonanz geraten.If proper operation is to be guaranteed, the pulling device 62 including the Jaws 64 a and 646 in no way resonate at the operating frequency.

Die Erfindung läßt sich allgemein beim Ziehen langgestreckter Erzeugnisse anwenden, die eine Wandkonstruktion aufweisen, welche sich mindestens teilweise um eine Längsachse herum erstreckt. The invention has general application in drawing elongate products that have a Have wall construction which extends at least partially around a longitudinal axis.

Claims

Patent claims:

1. Floating mandrel for a pipe drawing device in which the drawing tool vibrates is arranged displaceably, characterized in that the length of the mandrel (16) has an acoustic length of an entire odd-numbered Multiples of a quarter wavelength of the sound in the material of the mandrel at a given Operating frequency of a vibration generating transducer-coupler system (38) corresponds and the end (18) of the mandrel located in the opening (14) of the drawing tool is not is designed to be able to vibrate.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mandrel (16), apart from the end (18) located in the opening (14) of the drawing tool (12), a constant one Diameter.

1 sheet of drawings 909534/71