Die Sicherheit beim Betrieb einer Rohrziehanlage gewährleisten zwei spezielle Schwerlastdämpfer.

Die Sicherheit beim Betrieb einer Rohrziehanlage gewährleisten zwei spezielle Schwerlastdämpfer. (Bild: Weforma Dämpfungstechnik GmbH)

Die Schoeller Werk GmbH nimmt in Hellenthal (Eifel) eine Rohrziehanlage zur Produktion von Edelstahlrohren in Betrieb. Um bei einer Störung hohen materiellen und wirtschaftlichen Schaden zu verhindern, ist sie mit individuell ausgelegten Schwerlastdämpfern der Weforma Dämpfungstechnik GmbH ausgerüstet.
STOLBERG (rm). Auf der Anlage können kalt nachgezogene Edelstahlrohre mit Durchmessern kleiner als 14 mm gefertigt werden. Sie werden unter anderem als Kondensator- oder Vorwärmrohre in Kraftwerken eingesetzt, aber auch in verschiedenen Bereichen des Automobilbaus.

Die Sicherheit beim Betrieb der Maschine gewährleisten zwei Schwerlastdämpfer der LDS-Serie von Weforma. Sie schützen als Notstopp bei einem Störfall die Anlage, die sich ansonsten durch ihren leistungsstarken Antrieb selbst beschädigen würde.

Die Rohrziehanlage hat eine Motorleistung von 38 kW, die über einen Keilriemen, eine 110 mm-Antriebswelle und ein Schneckengetriebe auf die Zugkette übertragen wird. Diese läuft mit konstanter Geschwindigkeit und überträgt eine Zugkraft von 6 t.

Auf ihr sitzt der Ziehwagen, der sich mit seiner doppelt ausgeführten Kolbenstange in die Kette einhakt. Er hat vier Zangen, die die Anschlussenden der Halbzeuge aufnehmen. Die Anlage ist so konzipiert, dass die Ziehsteine einzeln variierbar sind. Dadurch können bis zu vier unterschiedliche Durchmesser in nur einem Arbeitsgang gezogen werden.
Ausgangsmaterial für die Rohre sind längsnahtgeschweißte Rohlinge. Durch das verwendete Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren (WIG) erreichen die Halbzeuge eine Schweißnahtwertigkeit von 1,0. Die Schweißnaht ist damit ebenso stabil wie der Grundwerkstoff.

Die fertigen Rohre haben etwa die gleiche Wandstärke wie die Halbzeuge, werden aber durch die Umformung wesentlich länger. Auf der Ziehanlage können Rohre bis zu einer Länge von 6,5 m hergestellt werden. Die Temperaturen von etwa 100 °C unmittelbar nach dem Ziehen lassen darauf schließen, wie hoch die Kräfte sind, die beim Umformprozess auf das Material einwirken.

Wenn die Rohre am Ende des Vorgangs den Ziehstein verlassen, tritt der sogenannte Entlastungsschlag auf, eine hohe Belastung für die Anlage. Hierdurch und wegen der dynamischen Dauerbelastung durch die hohe Krafteinwirkung während des Betriebs kann es zu Materialermüdung in der Kolbenstange kommen. Reißt die Verbindung von Ziehwagen und Zugkette infolgedessen ab, können die beiden Bauteile nicht mehr am voreingestellten Punkt pneumatisch entkoppelt werden. Der Ziehwagen wird mit der vollen Motorleistung gegen den Anschlag gezogen.

In diesem Fall würde der Ziehwagen mit lautem metallischem Schlag gegen das Motorgehäuse prallen, der Keilriemen würde zunächst – unter hoher Geräuschentwicklung – durchrutschen und vermutlich reißen. Schneckengetriebe und Antriebswelle würden beschädigt.

Zugleich würde der Ziehwagen durch die Kraft des 38 kW-Motors verzogen und sich auf seiner Führung verkanten. Ein Totalausfall der gesamten Rohrziehanlage und damit verbunden hohe Kosten durch den Produktionsstopp wären die Folge. Ob eine Reparatur unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten überhaupt noch sinnvoll wäre, ist fraglich.
Auf der Suche nach einem Weg, die Ziehanlage zu schützen, kam Weforma als Spezialist für anwendungsspezifische Lösungen ins Spiel. Die Anlage wurde mit zwei hydraulischen Schwerlastdämpfern LDS-75-250 als Notstopp ausgerüstet. Die wandeln die hohe auftretende Energie zuverlässig und effektiv in Wärme um. Das gesamte System wird auf diese Weise kontrolliert abgedämpft.

Während die Dämpfer den Ziehwagen sanft abbremsen, schaltet ein elektrischer Notausschalter den Motor ab. So bleibt eine Störung nahezu folgenlos: Nach dem Austausch der beschädigten Teile sowie der Prüfung der Stoßdämpfer auf Funktion und Leckage kann die Anlage einfach und schnell wieder in Betrieb genommen werden.

Die Dämpfungscharakteristik der Notstopper besteht aus zwei hintereinander liegenden linearen Kennlinien. So wird die Bewegung zunächst besonders sanft abgebremst und dann effizient verzögert. Die Gegenkräfte bleiben dabei gering.

Die genutzte Hublänge beträgt insgesamt 240 mm, die zweite Dämpfungsstufe absorbiert auf 120 mm die meiste Energie. Der Durchmesser des Dämpfungskolbens beträgt 75 mm, die hartverchromte Kolbenstange misst 45 mm.

Die Drosselbohrungen im Inneren der Schwerlastdämpfer sind der horizontalen Einbaulage angepasst. Die Anschläge der Dämpfer haben Kappen aus Polyurethan. Sie dienen zur Geräuschminderung und Materialschonung, wenn bei Ausnutzung der maximal möglichen Rohrlänge der Ziehwagen gegen die Dämpfer anstößt.
Eine besondere Herausforderung für die Dämpfer ist das für das kalte Nachziehen von Edelstahlrohren unverzichtbare Ziehöl. Da es sehr aggressiv ist, wurden die Gehäuse der beiden Dämpfer zum Schutz vor Korrosion nach DIN ISO 12944 lackiert. Die Kolbenstangen sind vernickelt und hartverchromt sowie mit speziellen Metallabstreifern aus VA-Stahl ausgerüstet. Auf diese Weise sind sowohl das Äußere wie auch das Innere der Notstopper langfristig geschützt.

Eine noch leistungsfähigere Rohrziehanlage mit einem noch stärkeren Motor ist bereits geplant. Auch dort sollen wieder Dämpfer von Weforma eingesetzt werden. Die Notstopper sind dann so ausgelegt, dass sie im Notfall noch höhere Kräfte zuverlässig und sicher aufnehmen können.