Pilgerschrittwalzwerk zum Kaltwalzen von Metallrohren. Die Erfindung betrifft ein Pilgerschritt walzwerk zum Kaltwalzen von Metallrohren. Es sind solche Walzwerke bekannt, bei wel chen während jedes Umlaufes der Kaliber walzen dem rohrförmigen Walzgut ein gerin ger Vorschub längs des Dornes erteilt wird, und sowohl der Dorn als das Walzgut um einen Winkel zwischen 60 und 90 gedreht wenden. Dabei sind Ksaliberwalzen im allgemeinen in, einem hin- und herbewegten Kopf oder Wagen drehbar gelagert.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Walzwerkes dargestellt.
Fig. 1 (welche sich aus den Teilen la und 1b zusammensetzt) zeigt das Walzwerk in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wobei Teile des Rahmens weggebrochen sind.
Fig. 2 (welche sich aus, den Teilen 2a und <I>2b</I> zusammensetzt) ist ein Grundriss des selben.
Fig. 3 zeigt in grösserem. Massstab im Auf riss, teilweise im Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2a, eine in einem Gehäuse angeordnete Nockenanordnung, wobei die eine Seite des Gehäuses fortgebrochen ist. Fig. 4 zeigt ungleichen Massstab einen Grundriss, teilweise im Schnitt, des Nocken gehäuses bei abgenommenem Deckel.
Fig. 5 zeigt im gleichen Massstab im Auf riss, teilweise im Schnitt, eine in einem Ge häuse angeordnete Kupplung, wobei die in der Blickrichtung vorn gelegene Seiknwand des Gehäuses fortgelassen ist.
Fig. 6 zeigt in gleichem Massstab einen Grundriss der Kupplung, teilweise im Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, wobei der Deckel des Gehäuses f ortgelassen ist.
Fig. 7, 8 und 9 zeigen, einen Antrieb, wobei Fig. 7 und 9 Ansichten von entgegen- ,gesetzten Seiten sind, und Fig. 8 ein Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7 ist.
Fn g. 10 ist ein Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 1b.
M ist,der Dorn, S das zu walzende, rohr- förmige Werkstück,<I>DM</I> (der Hauptantriebs- motor, 70 das Paar Kaliberwalzen und 73,der sich hin- und herbewegende Wagen für diese letzteren. Der Vorschub und -das Drohendes :
Werkstückes erfolgen abwechselnd, und ider Arbeitszyklus verläuft, angenommen, dieser beginne mit einer Vorschubbewegung, in folgender Weise: 1. Vorschub des Walzgutes, 2. Arbeitsgang der Kaliberwalzen, 3. Drehen des Walzgutes und des Dornes, 4. Rückbe wegung der Kaliberwalzen in ihre Lage zum Beginnen des nächsten Arbeitszyklus.
Es sind zwei in einer Richtung wirkende Flüssigkeitskupplungen vorgesehen, um den Mechanismus für den Vorschub bezw. für die Drehung zu betätigen. Das zu walzende Werkstück S ist an seinem hintern Ende (Fug. 1a) von den Klauen einer Spannpatrone 1 fest gefasst, welche an der Nabe eines Zahn rades 2 befestigt ist. Dieses Zahnrad ist in einem Kopf SF drehbar angeordnet, der auf Schienen 3 des Hauptrahmens der Maschine gleitend angehracht ist. Ein mit Gewinde in dem Kopf sitzendes, auf die Spannpatrone wirkendes Handrad 4 dient zum Festklemmen und Lösen des Walzgutes.
Wenn ein Werk stück in die Walzmaschine eingebracht wird, befindet sich der Kopf SF in seiner hintern Lage, worauf während des Walzens des Werk stückes der Kopf durch eine nicht drehbare, mit Gewinde versehene Spindel 5 vorbewegt wird, deren vorderes Ende an dem genannten Kopf starr befestigt ist (Fug. la). Von dieser Stelle aus erstreckt sich die Spindel nach hinten durch das am Hauptrahmen befestigte Kupplungsgehäuse 7. In diesem Gehäuse sitzt auf dem Gewinde der Spindel 5 drehbar, je doch an achsialer Bewegung gehindert, eine Mutter 8 (Fug. 6), so dass, wenn sich die Mutter dreht, die Spindel vorbewegt und ihrerseits den Kopf SF vorbewegt, wodurch dass Werkstück den Kaliberwalzen zugeführt wird.
Der Dorn M, der an seinem hintern Ende an einem Block 9 drehbar befestigt ist (Fug. la und 2a), erstreckt sich während des Walzens des Werkstückes durch die zu diesem Zweck hohl ausgebildete Spindel 5 und durch das Werkstück selbst, so dass das vordere, koni sche Ende des Dornes sich zwischen den Kali berwalzen befindet. Wenn ein Werkstück ge walzt ist, wird der Dorn von den Walzen in seine hintere Lage zurückgezogen, um die Einführung eines neuen Werkstückes zu er- möglichen, zu welchem Zweck der Block 9 auf den Schienen 3 gleitend angebracht ist, so dass er mittels einer mit ihm verbundenen, durch einen Hilfsmotor 11 angetriebenen Kette 10 zurückgezogen und wieder in seine Arbeitslage gebracht werden kann.
Die schon erwähnten, in Fig. 5 und 6 mit 12 bezw. 13 bezeichneten, in einer Richtung wirkenden Kupplungen sind mit durch Druck regelbaren Bremsbändern 14 versehen, um eine Rückwärtsdrehung ihrer getriebenen Glieder zu verhindern und um ihre Vorwärts- beweggung augenblicklich aufzuhalten, wenn die Betätigung durch ihre treibenden Glieder aufhört.
Das treibende Glied der Kupplung 12 ist auf einer Wedle 15 aufgekeilt, welche durch einen in einem Druekflüssigkeitszylin- der 17 befindlichen Kolben 16 gedreht wird, und ihr getriebenes Glied ist an einem Zahn rad 18 befestigt, welches sich auf der Welle 15 frei dreht und in ein verstellbares Zahnrad 19 eingreift, das in ständigem Eingriff mit einem Zahnrad 20 steht, welches an der Mutter 8 befestigt ist oder ein Stück mit ihr bildet. Bei jeder Drehung der Kupplung 12 durch den Kolben 16 wird daher die Mutter 8 etwas gedreht und bewirkt dadurch eine Vor bewegung des Kopfes SF und damit einen Vorschub des Werkstückes beim Beginn jedes Walzzylus.
Das treibende Glied der andern Kupplung 13 wird durch einen in einem Druckflüssig keitszylinder 22 befindlichen Kolben 21 be tätigt, und ihr getriebenes Glied ist auf einer Welle 23 aufgekeilt, auf welcher zwei Zahn räder 24, 25 aufgekeilt sind (Fug. la, 2a).
Ein auf dem Dorn 1I aufgekeiltes Zahnrad 26 greift, wenn sieh #der Dorn in seiner vor- dern, bezw. Arbeitslage befindet, in das Zahn rad 24 ein, und #das Zahnrad 25 steht in stän- Aigem Eingriff mit dem Zahnrad 2, an wel ci wia bereits erwähnt, die das Werk stück haltende Spannpatrone befestigt ist.
Bei jeder Betätigung der Kupplung 13 durch dien Kolben 21 weiden daher der Dorn und das Werkstück um einen vorausbestimmten Winkel (beispielsweise zwischen 60 und 90 ) am Ende des Arbeitshubes jedes: Walzzyklus gedreht, so dass bei der Rückbewegung der Kaliberwalzen die letzteren bestrebt sind, das Werkstück vom Dorn zu lösen, jede Unregel mässigkeit am Werkstück glätten und ferner eine gleichmässige Bearbeitung des Werk stückes bewirken.
Damit die Kupplungen in geeigneter zeitli cher Beziehung zueinander und synchron mit den Kaliberwalzen betätigt werden, ist in der Antriebsverbindung zwischen dem Haupt motor DM, welche ausserdem eine Welle 28 und Zahnräder 29, 30 aufweist, ein Nocken 27 vorgesehen, während die Hin- und Herbe wegung des Wagens 73 der Kaliberwiegen vom Hauptmotor DM mittels eines Antriebs erfolgt, welcher ein Reduktionsgetriebe 31, eine Welle 32, zwei Paar Zahnräder 33, 34 und ein Kurbelstangenpaar 35 aufweist (Fig. l b, 2b). Das Zahnrad 30 ist mit dem Nocken 27 und den von ihm betätigten Teilen in einem am Maschinenrahmen befestigten Nockengehäuse 36 angeordnet.
Die vom Nocken betätigten Teile sind ein Rahmen 37, welcher in Lagern 38 hin- und herbewegbar ist und Rollen 39 trägt, welche entgegenge setzten Seiten des Nockens anliegen, und an entgegengesetzten Enden des Rahmens 37 be festigte Plunger 40, 41 von Druckflüssig keitszylindern 42, 43, welche ein Stück mit dem Nockengehäuse bilden. Die Druckflüssig keitszylinder 42, 43 des Nockengehäuses kom munizieren mittels Leitungen 44, 45 mit den im Kupplungsgehäuse 7 angeordneten Druck flüssigkeitszylindern 17 bezw. 22.
Das genannte Zahnradgetriebe von dem Hauptmotor DM, welches den Wagen 73 der Kaliberwiegen treibt, und das Zahnradge triebe von dem genannten Motor, welches den Nocken 27 treibt, stehen in einem solchen Verhältnis zueinander, dass eine ganze Um drehung des Nockens synchron mit einem vollständigen, einen Walzzyklus bestimmen den Hin- und Hergang des Wagens erfolgt.
Wenn wiederum angenommen wird, dass der Zyklus mit dem Vorschub des Walzgutes be ginnt, ist der Nocken so mit Bezug auf den Hauptmotor DM und seine Antriebsverbin dungen mit dem Wagen angeordnet, dass er den Plunger 40 unmittelbar vordem Arbeits gang der Kaliberwalzen in den Zylinder 42 drückt, so dass gerade vor dem Arbeitsgang ein Vorschub des Walzgutes erfolgt, und nach Vollendung des Arbeitsganges und gerade vor dem Rückwärtsgang der Walzen drückt der Nocken den Plunger 41 in den Zylinder 46, wodurch in diesem Zeitpunkt ein Drehen des Walzgutes und des Dornes erfolgt.
Es ist ersichtlich, dass, wenn einer der Plunger in seinen Zylinder getrieben wird, der andere Plunger, da er am entgegen gesetzten Ende des Rahmens 37 befestigt ist, aus seinem Zylinder herausgezogen wird.
Zum Regeln der Länge des Vorschubes ist an der Dreckleitung 44 ein Reservoir 46 angebracht (Fig. 5), an welchem ein einstell barer Kolben 47 angeordnet ist, der mittels eines Handrades 48, welches eine am Kolben befestigte, am Ende des Reservoirs sitzende Schraube betätigt, in beliebige Lage einge stellt und in ihr gehalten werden kann.- Das Handrad ist so geformt und angeordnet, dass es .die Lage des Kolbens in dem. Reservoir an einer Kalibrierung auf einer an der Seite des Geliäusas 7 angebrachten Platte 50 anzeigt.
Eine ähnliche Anordnung kann an der andern Druckleitung 45 vorgesehen sein, um die Grösse der Drehung des Walzgutes und des Dornes zu regeln, und die Grösse, auf die sie eingestellt ist, anzuzeigen.
Es sind auch Mit tel vorgesehen, um es dem Arbeiter zu ermög lichen, in einfacher Weise festzustellen, ob die Kolben in den Zylindern 17 und 22 mit vollem Hub arbeiten, oder, mit andern Wor ten, ob in einer der die Kupplungen steuernden Druckleitungen ein Flüssigkeitsverlust auf- tritt. Diese Mittel enthalten Spitzen 51, wel che mit Marken 52 an den Kolbenstangen übereinstimmen müssen, so dass, wenn einmal ,
dieses Übereinstimmen nicht genau vorhan- dien ist, ein Flüssigkeitsverlust dadurch an- gezeigt wird und Flüssigkeit vom Arbeiter ,durch ,nicht dargestellte Hähne in,die betref fende Druckleitung nachgefüllt wenden kann.
Es ist auch ersichtlich, da3 der vorlie gende Nachschub- und Drehmechanismus ein- fache Mittel anzubringen gestattet, um einen Bruch irgendwelcher Arbeitsteile zu verhin- dern, welche zufällig über ihre normale Leistungsfähigkeit belastet werden, beispiels weise, wenn rohrförmiges Walzgut in die Maschine eingeführt wird, dessen Aussen durchmesser zu gross ist, um von den Kaliber walzen zweckmässig bearbeitet werden zu können.
In diesem Fall kann eine Sicherung gegen Bruch in einfacher Weise durch die Anordnung von Sicherheitsventilen, z. B. 53, an den Druckleitungen 44, 45 erreicht wer den, wobei diese Ventile so eingestellt sind, dass sie nachgeben, sobald der Druck die Sicherheitsgrenze überschreitet.
Um die Rück gänge der Kolben 16 und 21 sicherzustellen, kann ein konstanter, aber wesentlich geringerer Druck ihren Rückseiten mittels Rohren 54 zugeführt werden, welche mit einem nicht dargestellten Akkumulator kommunizieren, in welchem eine Flüssigkeit oder ein Gas auf diesem niedern Druck ge halten ist. Die Druckflüssigkeit in einem solchen Akkumulator kann auch für andere mit der Walzmaschine zusammenhängende Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann sie dazu dienen, das Sperren oder Nicht sperren des Dornes in seiner vordern oder Arbeitslage gegen den Rückdruck der Walzen zu kontrollieren.
Wie aus Fig. 2a ersichtlich ist, ist auf jeder Seite des Maschinenrahmens ein mit einem Kolben 56 versehener Zylinder 55 angeordnet, wobei diese Kolben gegen das hintere Ende des Dornhalteblocks 9 gleiten können, wenn sich der letztere in seiner vor- dern Lage befindet. Diese beiden Zylinder sind, wie ersichtlich, mit Druck und Auslass rohren versehen, welche durch einen nicht dargestellten Vierweghahn gesteuert werden können. Ein anderer Zweck, zu denn der Akkumu lator dienen kann, ist die Lieferung von Druck zum Regeln der Bewegung des ver stellbaren Zahnrades 19, welches in ständigem Eingriff mit dem an der Vorschubmutter 8 befestigten Zahnrad 20 steht.
Wie schon er sichtlich war, steht das verstellbare Zahnrad 19 während des Walzens des Werkstückes auch im Eingriff mit dem Zahnrad 18, wel ches durch die Vorschubkupplung 12 betätigt wird. Wenn jedoch die Vorschubmutter die hohle Gewindespindel 5 und den mit ihr ver bundenen Kopf SF bis an die Grenze ihrer vordern Lage vorbewegt hat, berührt und dreht der Kopf SF den Griff eines Vierweg hahnes 57, welcher den Einlass vom Akkumu lator nach beiden Seiten eines Kolbens in einem Druckzylinder 58 als auch den Austritt aus beiden Seiten desselben regelt (Fig. 7).
Dieser Kolben regelt seinerseits die Lage eines gleitend angeordneten Huborganes 59, welches mittels der mit ihm zusammenwir kenden Rolle 60 einen Hebel 61 betätigt, welcher das erwähnte verstellbare Zahnrad 19 trägt. Der Hebel 61 ist an einem fest stehenden Halter 62 schwingbar angebracht und schaltet dadureh, wenn der Kopf SF seine vordere Lage erreicht hat, das Zahnrad 19 aus seiner Eingriffslage mit dem Zahnrad 18 in eine Eingriffslage mit einem Zahnrad 63 eines Wendegetriebes, welches durch ein auf der Welle 65 eines Hilfsmotors 66 auf- gekeiltes Zahnrad 64 angetrieben wird.
Bei g<B>o</B> dieser Lage des verstellbaren Zahnrades 19 dreht der Motor 66 die Vorschubmutter 8 schnell und andauernd rückwärts, wodurch die Gewindespindel 5 und der an ihr be festigte Kopf SF in, ihre Ausgangslage zu rückgebracht werden, wo der Kopf einen elektrischen Begrenzungsschalter 67 berührt und ausklinkt, wodurch der Hilfsmotor 66 ausgeschaltet wird. Wenn nun der Griff des Hahnes 57 von Hand in seine Ausgangslage zurückgebracht wird, wird das gleitend ange ordnete Huborgan 59 betätigt, wodurch das verstellbare Zahnrad 19 in seine normale Eingriffslage mit dem Zahnrad 18 zurück geführt wird.
Im allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise wird der nicht dargestellte Hauptmotorsehalter betälig t, um den Motor D.11 a.u:,zusehalten, bevor der Hahn 57 be tätigt wurde, um das Zahnraid 19 in seine normale Stellung zu bringen, nachdem der Kopf SF in seine Ausgangslage zurückge- bra:cht wurde.
Wenn ein neues Werkstück in die Walzmaschine eingebracht werden soll, wird der Motor DM, falls er läuft, stillge setzt, der Dornblock 9 wird gelöst und der Hilfsmotor 11 ihn Gang gesetzt, um den Dorn in seine rückwärtige Lage zu ziehen. Nachdem dann das neue Werkstück in seiner Lage mittels des Handrades 4 festgeklemmt und der Dorn in seine Arbeitslage gebracht und in ihr befestigt ist, wird der Haupt motorschalter eingeschaltet, um die Walz- maechine anlaufen zulassen.
Es ist ersichtlich, dass, nachdem ein neues Werkstück in die Walzmaschine eingeführt ist, dieses neue Werkstück gegen das hintere Ende des vorher bearbeiteten, noch in der Maschine gelassenen Werkstückes anschlagen und ihm die gleichen Vorschübe erteilen wird, welche es selbst unmittelbar vom Walzgutvorschubmechanismus erhält, bis das vorher bearbeitete Werkstück die Walzen passiert hat und von ihnen vollständig be arbeitet ist.
Ferner ist ersichtlich, was bei dieser Walzmaschinenart üblich, aber im vorliegenden Fall nicht dargestellt ist, dass die Welle 23, durch welche das Walzgut ge dreht wird, sich am vordern Ende der Walz- maschine über die Kaliberwalzen hinaus er strecken und dort mit Mitteln verbunden werden kann, um das vorher bearbeitete Werkstück zudrehen, wenn es sich durch die Walzen vorbewegt.
Die Kaliberwalzen 70 und die Achsen 71, an denen sie starr befestigt sind, sind zweck mässig in Rollenlagern 72 am Wagen 73 ge lagert, welcher, wie bereits erwähnt, mittels eines Kurbelstangenpaares 35 hin- und her bewegt wird, welches an beiden Seiten des Wagens bei 75 ahn ihm befestigt ist.
An den beiden Enden jeder Walzenaohse ist je ein Zahnrad 76 befestigt und an beiden Enden der einen dieser Achsen noch je ein Zahnrad 77, wobei die lauf der gleichen Seite des Wagens auf beiden Achsen angeordneten Zahnräder 76 miteinander und die Zahn räder 77 mit Zahnstangen 78 in Eingriff stehen, von denen je eine auf jeder Seite des Wagens am Rahmen 79 der Walzmaschine befestigt ist, so dass, wenn der Wagen durch die Kurbelstangen 35 hin- und herbewegt wird, die Kaliberwalzen eine wiegende oder schwingende Bewegung ausführen.
Auf jeder Seite des Kopfes oder Wagens 73 sind am obern Teil des Maschinenrahmens Schienen 82 angebracht, welche längs des Rahmens in der gleichen Horizontalebene Hegen und an denen der Wagen hängt, so dass sein Gesamtschwerpunkt (einschliesslich der schweren Walzen) so nahe der Horizon talebene der Schiamen liegt, als es die An triebsverbindungen der Mittel zum Hin- und Herbewegen praktisch zulassen. Der Wagen ruht auf den Schienen mittels Rollen 83, welche auf vorn und hinten an beiden Seiten des Wagens befestigten kräftigen Zapfen 84 drehbar sitzen, so dass, wenn der Wagen hin- und herbewegt wird, die Rollen 83 auf den Schienen vor- und zurücklaufen. An jeder Rolle ist ein Zahnrad 85 fest, so dass es sich mit ihr dreht.
Die Zahnräder 85 greifen in Zahnstangen 86 ein, welche auf jeder Seite des Wagens am Rahmen 79 so befestigt sind, dass sie längs der Schienen 82 verlaufen. Die Zahnräder 85 und Zahnstangen 86 bezwecken, ein Gleiten und dadurch Abnützen und Ab flachen des Umfanges der Rollen 83 zu ver hindern, wenn Ader Wagen am Beginn und am Ende jeder Halbperiode seiner Hin- und Herbew afl-ang seine Bewegungsrichtung wechselt.
Der Abstand der Achsen des vordern und hintern Rollenpaares 83 ist so bemessen, dass <I>eine</I> verhältnismässig Zange Tragbasis für den Wagen vorhanden ist, das heisst verhältnis mässig lang im Vergleich mit dem Abstand @d:
es Schwerpunktass des Wagens von der Horizontalebene der Schienen 82, und zwar vorzugsweise wenigstens das Vier- bis Sieben fache dieses Abstandes. Dadurch, dass die Stangen 35 mit dem Wagen an,den Punkten 75 (von denen jeder ungefähr in gleicher Ent fernung von der Ebene der Scliienen liegt wie der Schwerpunkt des Wagens) so ver bunden sind,,
dass die Ebene der angreifenden Kraft, welche die Hin.- und Herbewegung des Wagens bewirkt, sehr nahe der Ebene der Schienen 82 liegt im Vergleich mit der Länge der Rollenbasis des Wagens, wird der Ten denz des Wagens, zu vibrieren, auch dann ent gegengewirkt, wenn der Wagen mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird.
Das Ausschalten von Vibrationen ist sehr wichtig bei allen Mechanismen schwerer Brau- art und besonders bei Maschinen zum Kalt walzen von Metallrohren mit sehr engen Toleranzgrenzen für das vorgeschriebene Kaliber, da ihre Wirkungsfähigkeit von der Fähigkeit abhängt, mit hoher Geschwindig keit zu arbeiten, und ausserdem ein vollkom men sanftes Arbeiten jederzeit verlangt.
Die Verwendung von Stützrollen für den Kaliberwalzenwagen hat sich gegenüber den üblichen Tragschuhen als. sehr vorteilhaft er wiesen, da die Rollen ein fast reibungsloses Tragen mit geringen oder keinen Schwierig keiten für die Schmierung ergeben, wie sie bei Tragschuhen auftreten, welche, wenn die Schmierung versagt, infolge der enormen sofort einsetzenden Reibung rasch brennen. Dies ist bei Rollen nicht der Fall, da sie automatisch sicher geschmiert werden kön nen, während Tragschuhe trotz automati scher Schmierung ständiger Bewachung be dürfen.
Bisher wurden die Rollen zum Tra gen des Kaliberwalzenwagens so angeordnet, dass sie an der Grundfläche der Walzma- schine rollen und den Rahmen über sich tragen. Diese Anordnung hat sich als bedeu tend weniger vorteilhaft erwiesen als die vorliegende, wo der Wagen an den Rollen aufgehängt ist. Im vorliegenden Fall können die Rollen und ihre Schienen nicht durch Wasser, Schmutz oder Abfall verunreinigt werden, welche sich im andern. Fall auf den Rollen absetzen, die Schienen verschmieren und so nicht nur eine geeignete Schmierung der Rollen stören, sondern auch eine glatte Hin- und Herbewegung des Wagens verhin dern.
Ferner wird durch die dargestellte und beschriebene Anordnung ermöglicht, dass die Rollen bequem jederzeit untersucht, ge schmiert und überwacht werden können.