CN108430660B - 皮尔格式冷轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将管坯改型成管件的皮尔格式轧机，其具有以能沿运动方向直线运动的方式受支承的第一轧辊机架。在轧辊机架上，用于将管坯改型成管件的两个轧辊以能转动的方式支承在轴上，从而使轧辊中的一个轧辊与驱动齿轮布置在一个轴上。驱动齿轮啮合到固定不动的齿条中，齿条紧固在齿条架上，从而使轧辊机架的平移运动导致驱动齿轮和轧辊的旋转运动。轧辊机架与曲柄连杆机构连接，从而在皮尔格式轧机的运行中使驱动马达的转动运动经由推杆转变成轧辊机架的往复式的平移运动。齿条架设计成使第一轧辊机架能够更换成具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二轧辊机架，从而使得轧辊机架与轧制好的管件的管件直径的要求相匹配。

Description

皮尔格式冷轧机

技术领域

本发明涉及一种用于将管坯改型成管件的皮尔格式轧机，皮尔格式轧机具有以能沿运动方向直线运动的方式受支承的第一轧辊机架，其中，在轧辊机架上，用于将管坯改型成管件的两个轧辊以能转动的方式支承在轴上，其中，其中一个轧辊与驱动齿轮布置在一个轴上，并且其中，驱动齿轮啮合到固定不动的齿条中，该齿条以如下方式紧固在齿条架上，即，使轧辊机架的平移运动导致驱动齿轮和轧辊的旋转运动，并且皮尔格式轧机具有与轧辊机架连接的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构在皮尔格式轧机的运行中经由推杆将驱动马达的转动运动转变成轧辊机架的往复式(oszillierend)的平移运动。

背景技术

为了生产精密的尤其是由钢制成的金属管，通过挤压应力减小经扩展的空心柱体形的坯料。在此，坯料改型成具有被限定地减小的外径和限定的壁厚的管件。

用于管件的最常见的减小方法被已知为皮尔格式冷轧，其中，坯料被称为管坯。在轧制时，管坯被推移经过经定孔型的、限定了完成的管件的内径的轧辊芯轴，并且在此从外部被两个同样经定孔型的、限定了完成的管件的外径的轧辊包围，并沿纵向方向在轧辊芯轴上被轧出。

在皮尔格式冷轧期间，管坯要经历向轧辊芯轴而去的方向或离开该轧辊芯轴的方向的逐步的进给，而轧辊以转动的方式在芯轴进而是管坯上进行水平地来回运动。在此，轧辊的水平运动通过轧辊机架来预定，轧辊以能转动的方式支承在轧辊机架上。轧辊机架在公知的皮尔格式冷轧机中借助曲柄连杆机构来沿平行于轧辊芯轴的方向来回运动。

曲柄连杆机构在实施方式中与转矩和重量平衡系统连接，该转矩和重量平衡系统存储了在轧机机架的来回运动时在换向点处变成自由的运动能，并且该运动能被用于轧辊机架在运动方向变向后的随后的加速。然而，轧辊本身却通过相对于轧辊机架固定不动的齿条来获得其转动运动，与轧辊机轴牢固地连接的齿轮啮合到该齿条中。

进给压紧滑座利用管坯沿所谓的进给方向运动经过轧辊芯轴。在轧辊机架上垂直地上下相叠地布置的呈圆锥形定孔型的轧辊在进给压紧滑座夹固住管坯期间以相同的角速度彼此反向转动。在此，两个轧辊分别沿平行于管坯的柱体轴线的相同的方向并且逆着进给方向地在管坯的周侧面上滚动。

基本上呈圆形定孔型的轧辊的孔型形状一直缩小到在孔型的最后的横截面中达到了成品管件的直径。通常，孔型形状的横截面由包括呈锥形的皮尔格式口部、保持不变的呈圆形的孔型压光段和邻接的稍微变大的出口段的孔型工作段和具有更大的开口的孔型空轧段构成。由轧辊形成的皮尔格式口部捕获管坯，并且轧辊从外部挤压一小段材料轴，将该材料轴由轧辊的孔型压光段和轧辊芯轴延展成所设置的壁厚，直到轧辊的孔型空轧段释放完成的管件。在轧制期间，轧辊机架与紧固在其上的轧辊逆着管坯的进给方向运动。借助进给压紧滑座，管坯在达到轧辊的孔型空轧段之后被进一步地朝轧辊芯轴推移，而轧辊与轧辊机架退回到其水平的起始位置中。同时，管坯经历了围绕其轴线的转动，以便使完成的管件沿圆周方向也实现均匀的形状。通过对每个管件区段的多次滚过，可以得到管件的均匀的壁厚和圆度以及均匀的内径和外径。

根据现有技术的皮尔格式轧机被局限于生产具有成品管件的较窄的值范围的内径和外径的成品管件，这是因为在相应的皮尔格式轧机中使用的轧辊机架总是仅针对所要加工的管件的较窄范围的内径和外径而设计。因此，为了服务于具有成品管件的尽可能广泛的内径和外径的相应的销售市场，还必须提供大量的具有不同的轧辊机架的皮尔格式轧机。在此，必须针对所要加工的管件的直径的各自的要求来选定轧辊机架。

为了生产具有更大直径的成品管件，在轧辊机架的宽度和在轧辊机架中使用的轧辊的直径方面还需要更大的轧辊机架。随着轧辊机架的大小的增加，轧辊机架的重量也在提高。

具有特定大小的轧辊机架被设计成用于所要制成的管件的直径的特殊的参数范围，在其中，管坯被尽可能好地，也就是说，被尽可能均匀地加工。虽然能够对在该参数范围之外的管坯进行轧制，但是轧辊却超出其最佳范围地工作。因此，该加工过程的精密度有所降低，并且这些成品管件与在最佳的参数范围内加工的成品管件相比具有较差的品质。

根据现有技术，利用特定的轧辊机架和容纳在其上的轧辊组仅能够生产在皮尔格式轧机中所要加工的管件的具体的内径和外径。成品管件的外径的值只能通过如下方式扩大较窄的值范围，即，通过第二轧辊对来更换轧辊机架的轧辊。第二轧辊对的轧辊与第一轧辊对的轧辊在其孔型形状方面有所区别。第二轧辊机架的轧辊的孔型形状具有轧辊的不同于第一轧辊机架的轧辊的孔型形状的沿圆周方向的设计方案，从而由此使具有稍微有偏差的直径的管坯被第二轧辊对的皮尔格式口部捕获，在孔型压光段中成形，并经由出口可以转移到用于释放成品管件的孔型空轧段上。成品管件的外径因此可以在较窄的值范围内得到改变。

所要能加工的管件直径的经扩大的极限在此通过如下方式来得到，即，第二轧辊对的轧辊还必须能够装入到皮尔格式轧机的轧辊机架中。此要求一方面导致了第二轧辊对的轧辊关于其平行于柱体轴线的扩展度方面匹配于轧辊机组的宽度。另一方面，其前提是第二轧辊对的轧辊与第一轧辊对的轧辊的直径相同，从而使轧辊的转动轴线的定位保持不变。

然而，更换轧辊需要很长时间，并且导致皮尔格式轧机停机时间过长，以及导致成本更高。

发明内容

在此背景下，本发明的任务是提供一种皮尔格式轧机，其在同一皮尔格式轧机中能够实现制造扩大了根据现有技术的较窄的值范围的内径和外径的值范围的管件。此外，本发明的任务是在同一皮尔格式轧机中确保关于所要制成的管件直径方面具有更大的灵活性。本发明另外的任务在于，能够实现皮尔格式轧机的更短的停机时间以及对皮尔格式轧机的轧辊的更快的更换。

其中至少一个任务根据本发明通过用于将管坯改型成管件的皮尔格式轧机来解决，该皮尔格式轧机具有以能直线运动的方式受支承的第一轧辊机架和与轧辊机架连接的曲柄连杆机构，其中，在轧辊机架上，用于将管坯改型成管件的两个轧辊以能转动的方式支承在轴上，其中，其中一个轧辊与驱动齿轮布置在一个轴上，并且其中，驱动齿轮啮合到固定不动的齿条中，该齿条以如下方式紧固在齿条架上，即，使轧辊机架的平移运动导致驱动齿轮和轧辊的旋转运动，曲柄连杆机构在皮尔格式轧机运行中将驱动马达的转动运动经由推杆转变成轧辊机架的往复式的平移运动，其中，齿条架以如下方式设计，即，能够将第一轧辊机架更换成具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二轧辊机架。

根据本发明的齿条架能够实现的是：提供了如下的皮尔格式轧机，其能够廉价地匹配于轧制好的管件的所要生产的管件直径，从而能够在同一皮尔格式轧机中生产具有不同直径的管件。由于轧辊机架与轧制好的管件的直径的要求相匹配，使得完成的管件还具有改进的准确度以及精密度。

轧辊机架的尺寸的概念在本发明的意义下包括三个空间维度的长度、宽度和高度，并且此外还包括轧辊以及驱动齿轮的尺寸规格，尤其是其直径方面。

在本发明的实施方式中，第一轧辊机架具有与第二轧辊机架不同的重量。

在本发明的实施方式中，第一和第二轧辊机架彼此具有(垂直于运动方向的)不同的宽度和重量。

在本发明的实施方式中，管坯的材料从由碳素钢、低合金钢和高合金钢或它们的组合构成的组选定。在另外的实施方式中，管坯由不锈钢制成。

此外，根据本发明的齿条架能够以简单的方式实现将轧辊机架更换成具有其他尺寸的第二轧辊机架而没有很大的时间损失。与传统的用于变换轧辊的方法相比，由于更换轧辊机架所造成的运行中断可以得到显著减少，并且可以由此大大提高设施生产率。

在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机配备有如下齿条架，该齿条架以如下方式设计，即，使齿条能够在至少两个在平行于轧辊的轴的方向上彼此间隔开的定位处容纳在齿条架上。

根据本发明的齿条架能够实现的是，轧辊机架的驱动齿轮在至少两个在平行于轧辊的轴的方向上彼此间隔开的定位处能够啮合到紧固在齿条架上的齿条中。因此，在同一皮尔格式轧机上能够装入具有两个不同的宽度的至少两个轧辊机架，其中，轧辊机架的宽度在本申请的意义下限定了其沿平行于轧辊的轴方向的伸展度。这一点非常重要，因为随着轧辊的变大的直径，轧辊机架也要更稳定地且更结实地建造，其最终结果也增加了轧辊机架的宽度。

在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机配备有如下齿条架，该齿条架以如下方式设计，即，使齿条能够在至少两个在垂直于轧辊的轴且垂直于轧辊机架的运动方向的方向上彼此间隔开的定位处容纳在齿条架上，其中，这些定位之间的各个间距至少为10mm。在此，在实施方式中，沿垂直于轧辊的轴且垂直于轧辊机架的运动方向的方向测量的齿顶的位置之间的间距被理解为这些定位之间的间距。

因此，齿条能够在至少两个彼此间隔开的定位处调节高度，其中，这些定位的各个间距至少为10mm，从而使轧辊的转动轴线相互间具有至少两个彼此不同的间距。由此能够实现的是，能够在同一皮尔格式轧机上装入具有彼此不同的轧辊直径的两个轧辊机架。在此，在上部的或下部的轧辊，优选是下部的轧辊的轴上的驱动齿轮与各自的轧辊直径相匹配，而驱动齿轮仍然能够啮合到齿条中。

在实施方式中，这些定位的各个间距至少为20mm。而在另外的实施方式中，这些定位的各个间距至多为100mm。在另外的实施方式中，这些定位的各个间距至多为40mm。

与两个轧辊中的一个布置在一个轴上的驱动齿轮将其旋转运动传递到轧辊上，从而能被不同地应用的轧辊直径分别能够实现以更高的准确度加工较窄范围的管件直径。由此，使能够用同一皮尔格式轧机生产的轧制好的管件的直径的值范围扩大，而没有品质损失。

本发明的另外的实施方式是如下皮尔格式轧机，其具有两个关于垂直于轧辊的轴延伸的参考平面镜像对称地(spiegelsymmetrisch)布置的、具有紧固其上的齿条的齿条架。在此，两个轧辊中的一个、优选是下部的轧辊的轴在参考平面的两侧上均承载有驱动齿轮，其中，这两个驱动齿轮分别啮合到其中一个齿条中，并且其中，要容纳在轧辊之间的管坯的柱体轴线处在参考平面中。

紧固在齿条架上的齿条的关于参考平面镜面对称的布置减小了在轧制过程中施加干扰影响的转矩的生成，这是因为所生成的转矩通过镜像对称的布置而被互相抵消。因此，这种镜像对称的布置导致皮尔格式轧机的各个部件的磨损显著降低。这体现在降低运行和维修成本方面，并且因此使皮尔格式轧机更加经济。

在本发明的另外的实施方式中，皮尔格式轧机具有如下齿条架，其以能从轧辊机架离开并围绕平行与轧辊机架的运动方向延伸的轴线进行枢转的方式布置，从而使更快速地更换轧辊机架成为可能。

齿条架离开轧辊机架的枢转在此描述了针对齿条架的翻开机构。将齿条架离开轧辊机架地翻开以如下方式释放了轧辊机架，即，使轧辊机架在例如借助起重机抬起时不被齿条架阻挡。因此，轧辊机架可以不受阻碍地并以简单的方式地沿垂直于轧辊的轴且垂直于轧辊机架的运动方向的方向从皮尔格式轧机移除。

在本发明的另外的实施方式中，皮尔格式轧机具有如下齿条架，其以能围绕平行于轧辊机架的运动方向延伸的轴线进行枢转的方式布置，其中，齿条架能够沿垂直于轧辊的轴的方向以液压方式加应力，从而使齿条架在皮尔格式轧机运行中接纳沿平行于参考平面的方向起作用的力。

通过提供反压力或反作用力也可以被齿条接纳在轧辊运行期间生成的更大的力和转矩。使用液压螺母代替机械锁紧螺母节省了在装配工作时的时间，并能够实现更简单的操作。

在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机的齿条架或其一部分能针对齿条架或其部分进行更换，从而使齿条能够在至少两个在平行于轧辊的轴的方向上彼此间隔开的定位处容纳在齿条架上。

将第一齿条架在与第一齿条架的定位沿平行于轧辊的轴的方向间隔开的第二定位处更换成第二齿条架的更换可行性因此能够实现的是，齿条架能够匹配于至少两个具有不同的宽度的轧辊机架的宽度。

在优选的实施方式中，齿条架两件式地构建，并且包括基础载体和适配器板。在此，基础载体以能离开轧辊机架地围绕平行于轧辊机架的运动方向延伸的轴线枢转的方式布置。适配器板可以以简单的方式被安装在基础载体上，从而使紧固在齿条架上的齿条能够占据沿平行于轧辊的轴的方向的至少两个彼此间隔开的定位。通过沿平行于轧辊的轴地将不同大小的适配器板安装在基础载体上，或者将该适配器板从基础载体移除，使紧固在齿条架上的齿条简单地匹配于宽度并且必要时匹配于具有不同的宽度的至少两个轧辊机架的轧辊的轴的定位成为可能。

在此相比更换整个齿条架的另外的优点在于，可枢转性并不受单纯的安装和/或移除套件的影响或者甚至不受其破坏，并且因此不需要对轴线进行再调校以能够使齿条架围绕其枢转。在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机具有如下轧辊机架，其以能运动的方式支承在浮动的滑动轴承中，优选是能以液压方式升起的滑座上。在此，滑动轴承如下这样地设计，即，使其能够实现沿垂直于轧辊的轴且垂直于轧辊机架的运动方向的方向的对驱动齿轮与齿条之间间隙的调整。

利用免维护的、低磨损的滑动轴承引导滑座的优点是不需要单独润滑。由此可以非常精密地确定出驱动齿轮到齿条中的啮合，从而能够减少随着时间推移出现的磨损现象，这除了节省材料成本之外还由于皮尔格式轧机的停机时间更少而促成成本优势。

在本发明的另外的实施方式中，皮尔格式轧机具有两个垂直地上下相叠地布置的轧辊，其中，这两个轧辊的轴经由两个相互啮合的齿轮以如下方式彼此连接，即，使两个轧辊中的一个的转动运动导致两个轧辊的另一个的沿相反的方向的转动运动。

在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机的轧辊的轴分别具有至少一个轴承，其中，两个辊中的一个的至少一个轴承和两个轧辊中的另一个的轴承被相对彼此以液压方式加应力。

这两个轧辊的轴承的相对彼此的这种以液压方式加应力能够实现的是，非常精密地调整轧辊缝隙。这对待加工的管件的品质反映出积极的影响，通过精密调整轧辊缝隙，在轧制过程期间得到了非常均匀的改型。此外，通过准确调整轧辊缝隙可以减少在运行中轧辊由于磨耗而导致的磨损。

在本发明的另外的实施方式中，轧辊机架的通过其上容纳有推杆的曲柄销的偏心度所确定的行程长度针对最大能加工的管件直径来调整，并且对于所有能加工的管件直径来说保持不变。

所要加工的管件直径越大，轧辊的直径也必须越大，以便以高的准确度和优度来执行轧制过程。轧辊的直径的增加伴随着轧辊机架重量的增加。因此，轧制力也提升。为了确保每个面的保持不变的力分布，其上经轧制的面的大小随着轧制力的提升而增加。因此，各个行程的进给长度在轧辊的直径更大的情况下而更大，从而轧辊机架的行程长度也更大。因此，轧辊机架的行程长度通过在皮尔格式轧机中所要加工的最大的管件直径来确定。然而，对于明显更小的能加工的管件直径来说，该行程长度表现出折衷。对于所要加工的较小的管件直径来说，单个的行程的进给长度由于所选择的轧辊的直径更小而明显更小，从而在此在轧制过程中得到更大的行程数。然而该行程数不能够任意高，这是因为从轧制过程的一定的速度起，对管件的加工就不准确了，并且增加了在壁厚中出现的不规则性，从而出现了品质损失。

在另外的实施方式中，轧辊机架的通过其上容纳有推杆的曲柄销的偏心度所确定的行程长度能够针对不同的能加工的管件直径进行调整。为了调整行程长度，在此，飞轮或曲柄连杆机构的旋转轴线与推杆的在飞轮上的紧固点之间的间距被相应匹配，也就是说，曲柄销的偏心度可选定地以能调整的方式被修改。因此，得到如下可能性，即，使皮尔格式轧机以快速且廉价的方式匹配于对不同类型的管件的生产。

在本发明的实施方式中，曲柄连杆机构的曲轴具有一起转动的平衡配重，其中，平衡配重以如下方式设计，即，使其抵消或几乎抵消由容纳在皮尔格式轧机中的第一轧辊机架施加的一阶力矩，其中，第一轧辊机架的重量小于第二轧辊机架的重量。在此适宜的是，该平衡配重相对于曲轴的转动轴线与曲柄销错开大约180°地布置。

曲轴在本申请的意义下被理解为各种类型的如下轴，其具有其上同心地布置有用于容纳推杆的曲柄销。

在曲轴与推杆旋转并且在曲柄连杆机构的曲轴上没有重量平衡的情况下，由于曲柄销的本身转动的、相对于转动轴线偏心布置而出现了力，即所谓的旋转的惯性力，这些力使轴相对于转动轴线明显发生径向振动。为了确保轧辊机架的平稳运转并且因此保证所轧制出的管件的高品质，在此需要的是，确保曲柄连杆机构的尽可能平静的运转，从而基本上不会出现自由的力和自由的力矩，或者说使自由的力和自由的力矩最小化。

为此适宜的是，这些自由的力借助至少一个本身在曲柄连杆机构的曲轴上一起转动的平衡配重来通过如下方式进行平衡，即，通过平衡配重来尽可能好地抵消所有作用到曲柄连杆机构上的一阶力矩。

在皮尔格式轧机运行期间出现的旋转的惯性力可以借助平衡配重来全部平衡，该平衡配重偏心于曲轴的转动轴线地相对推杆的铰接点错开了180°地布置在曲柄连杆机构上。该平衡配重导致曲轴与推杆关于曲轴的转动轴线旋转对称的布置并承担一阶力矩平衡。

在实施方式中，平衡配重以如下方式设计，即，使其抵消或几乎抵消由容纳在皮尔格式轧机中的第一轧辊机架所施加的一阶力矩，其中，第一轧辊机架的重量小于第二轧辊机架的重量。

与具有较小重量的第一轧辊机架相比，具有较大重量的第二轧辊机架以曲轴的更小的角速度来驱动。旋转的惯性力随着曲轴的角速度二次方地提升，而随着旋转的重量，这些旋转的惯性力却仅直线地提升。在大重量的第二轧辊机架的情况下，该第二轧辊机架与小重量的第一轧辊机架之间的重量差通过相应地减少角速度来至少部分进行平衡。这导致被设计成用于第一轧辊机架的平衡配重针对具有更大的重量的第二轧辊机架来说也很好地抵消了旋转的惯性力。

该实施方式的替选方案是以如下方式设计平衡配重，即，使该平衡配重尽可能好地抵消作用到曲柄连杆机构上的针对轧辊机架的由第一和第二轧辊机架的重量的平均值得到的重量的力矩。

该实施例的另外的替选方案是，平衡配重以能拆卸的方式紧固在曲柄连杆机构上，从而使其在更换第一轧辊机构时尽量准确地匹配于容纳在皮尔格式轧机中的第二轧辊机架的重量，以便能够实现曲柄连杆机构的没有自由的力或力矩的，或者是在自由的力和力矩方面最小化的运转。

在本发明的实施方式中，皮尔格式轧机包括具有一起转动的第二平衡配重的平衡轴，其中，曲轴和平衡轴经由中央控制部被以如下方式彼此作用连接，即，使平衡轴在皮尔格式冷轧机运行中以曲轴的双倍角速度转动，并且其中，第二平衡配重以如下方式设计，即，使其抵消或几乎抵消由容纳在皮尔格式轧机中的第一轧辊机架施加的第二阶力矩，其中，第一轧辊机架的重量小于第二轧辊机架的重量。

除了抵消自由的一阶惯性力之外，在皮尔格式轧机以轧辊机架的往复式的直线运动来运行时添加了自由的二阶惯性力。自由的二阶惯性力经由推杆将二阶力矩传递到曲轴上并不利地影响了曲轴的平稳运转。

自由的二阶惯性力在时间上以曲轴的角速度的两倍振荡。因此，借助根据本发明的平衡轴来最小化或抵消二阶惯性力，该平衡轴经由中央控制部与曲轴作用连接，并且连同安装在其上的平衡块一起以两倍的角速度转动。在此，平衡配重以如下方式进行匹配，即，使其能够尽可能好地平衡针对第一轧辊机架的二阶力矩，其中，第一轧辊机架比第二轧辊机架具有更小的重量。

如上面已实施的那样，被设计成用于第一轧辊机架的平衡配重对于第二轧辊机架来说也很好地抵消旋转的惯性力。此外，二阶力矩对旋转的惯性力的总和的贡献小于一阶力矩。

附图说明

结合对优选实施例的以下描述和所属的附图来明确本发明的另外的优点、特征和应用可能性。

图1示出根据本发明的实施方式的皮尔格式轧机的结构的示意性的侧向的剖视图。

图2a示出图1的皮尔格式轧机的第一轧辊机架的前视图。

图2b示出从上方看图2a的轧辊机架的斜视图，其具有处于打开的定位中的齿条架。

图3a示出图1的皮尔格式轧机的第二轧辊机架的前视图。

图3b示出从上方看图3a的轧辊机架的斜视图，其具有处于打开的定位中的齿条架。

具体实施方式

在图1中，根据本发明的皮尔格式轧机的结构以示意性的侧向的剖视图示出，在其中取消了对于理解来说不是重要的特征。所示的皮尔格式轧机包括具有轧辊2、3的第一轧辊机架1、两个布置在下部的轧辊3的轴上的驱动齿轮6、两个被分别紧固在齿条架4上的齿条5、经定孔型的轧辊芯轴7以及进给压紧滑座8。驱动齿轮6在此不可见，这是因为两者之一被下部的轧辊3覆盖，而另一个为了清晰起见而在图示中被取消。图1中同样未绘制齿条5和齿条架4。

在所示的实施方式中，即使无法从图1中看到时，皮尔格式轧机也具有两个相对垂直于轧辊的轴延伸的参考平面11镜像对称地布置的齿条架4，齿条架具有被紧固在其上地固定不动的齿条5。在此，齿条架4以能离开第一轧辊机架1地围绕平行于第一轧辊机架1的运动方向延伸的枢转轴线13枢转的方式布置。

在图1中的轧机上进行皮尔格式轧制期间，管坯9经历了朝着轧辊芯轴7的方向或离开该轧辊芯轴的方向的逐步的进给，而轧辊2、3 以转动的方式在芯轴7上进而在管坯9上水平地来回运动。在此，轧辊2、3的水平运动由第一轧辊机架1预定，轧辊2、3以能转动的方式支承在第一轧辊机架上。第一轧辊机架1借助曲柄连杆机构沿平行于轧辊芯轴7的方向来回运动，而轧辊2、3本身通过相对于第一轧辊机架1固定不动的齿条5来得到其转动运动，牢固地与下部的轧辊机轴连接的驱动齿轮6啮合到齿条中。在此，第一轧辊机架1的平移运动首先被转化成驱动齿轮6的旋转运动。在下部的轧辊3的轴上，驱动齿轮6分别布置在未在图1中示出的下部的传动齿轮14的左边和右边，从而驱动齿轮6的旋转运动导致了下部的传动齿轮14的旋转运动。下部的传动齿轮14又与分别垂直地上下相叠地布置的未在图1中示出的具有相同直径的上部的传动齿轮15咬合，该上部的传动齿轮布置在上部的轧辊2的轴上。由此，上部的传动齿轮15以与下部的传动齿轮 14相同的角速度旋转，然而与下部的传动齿轮14相比却以相反的转动方向旋转。因此，通过布置在下部的轧辊3的轴向的下部的传动齿轮 14与布置在上部的轧辊2的轴上的上部的传动齿轮15的咬合导致了轧辊2、3的彼此沿相反的方向的旋转运动。

此外，上部的和下部轧辊2、3的轴分别具有左边和右边的轴承，其中，上部的轧辊的左边的轴承对着下部的轧辊3的左边的轴承，以及上部的轧辊2的右边的轴承对着下部的轧辊3的右边的轴承以液压方式加应力。将两个轧辊2、3的左右的轴承彼此相对以液压方式加应力能够实现精密调整轧辊间隙，由此在轧制期间得到对管件的非常均匀的成型。

借助进给压紧滑座8实现管坯9进给经过芯轴7，进给压紧滑座能够实现沿平行于轧辊芯轴7的轴线的方向的平移运动。垂直地上下相叠地布置在第一轧辊机架1中的呈圆锥形定孔型的轧辊2、3逆着进给压紧滑座8的进给方向地在所要加工的管件的周侧面上沿平行于管件的柱体轴线的方向滚动。由轧辊形成的所谓皮尔格式口部捕获管坯 9，并且轧辊2、3从外部挤压一小段材料轴，将该材料轴由轧辊2、3 的孔型压光段和轧辊芯轴7延展成设置的壁厚，直到轧辊2、3的孔型空轧段释放完成的管件。在轧制期间，第一轧辊机架1与紧固在其上的轧辊2、3逆着管坯9的进给方向运动。借助进给压紧滑座8，管坯 9在达到轧辊2、3的孔型空轧段之后被进一步地朝轧辊芯轴7推移，而轧辊2、3与第一轧辊机架1退回到其水平的起始位置中。同时，管坯9经历了围绕其轴线的转动，以便使完成的管件实现均匀的形状。通过对每个管件区段的多次滚过，可以得到管件的均匀的壁厚和圆度以及均匀的内径和外径。

为了沿垂直于轧辊2、3的轴且垂直于第一轧辊机架1的运动方向的方向精密调整驱动齿轮6与齿条5之间的间隙，第一轧辊机架在图1 中即使无法看到也以能运动的方式支承在浮动的滑动轴承中，在此由能以液压方式提升的滑座来实现。液压的支承部的特征除了具有驱动齿轮6与齿条5之间的准确的可调整性之外还在于具有尤其明显便于并加速对第一轧辊机架1的更换的易装配性。因此，与更换轧辊机架相关的生产停机时间可以显著减少。此外，轧辊2、3的这种支承部没有易磨损的密封件和活塞，也就是说，液压的支承部基本上是免维护和无磨损的。

图1中所示的皮尔格式轧机的行程长度对于所有能加工的管件直径来说是保持不变的，并且由在皮尔格式轧机中所要加工的最大的管件直径来确定。这就能够实现简化的运行过程，这是因为不需要花费高地改变曲柄销的偏心度21，而是偏心度21对于所有加工过程来说都是保持不变的。

在替选的实施方式中能够想到的是，皮尔格式轧机的行程长度以能调整的方式被设计成用于不同的能加工的管件直径。对此，曲柄连杆机构的飞轮的旋转轴线与推杆在飞轮上的紧固点之间的间距被相应地匹配，也就是说，曲柄销的偏心度21被修改。行程长度因此可以最佳地匹配于所要加工的管件直径，从而与针对不同的能加工的管件直径的保持不变的行程长度相比，可以以更加准确度来生产不同的能加工的管件直径。然而，为此要承担对曲柄销的偏心度21的高花费的改变。

在所示的实施方式中，还设置有中央控制部20，其不仅与平衡轴 17的驱动马达连接而且还与曲轴的驱动马达连接。控制部20以如下方式控制这些马达，即，使它们的驱动轴以相同的转动方向转动，其中，平衡轴17的转动频率是曲轴的转动频率的两倍大。

此外，控制部20保障了曲轴和平衡轴17的两个平衡配重16、18 的角度同步的旋转。也就是说，两个平衡配重16、18在曲轴转一圈之后角度相同，其中，平衡轴17的平衡配重18在曲轴转一圈所需的时间内实施两次完整的转圈。

图2a中示出了图1的皮尔格式轧机的轧辊机架的前视图。具有重量M₁的第一轧辊机架1被设计成用于加工具有30mm至60mm之间的直径的管坯。轧辊机架的最大的行程数，也就是说，轧辊机架每个时间单位的来回运动的最大次数，在图2a中的当前的实施方式中为200/ 分钟。因为皮尔格式冷轧机组的生产率直接取决于轧辊机架的行程数，所以出于经济原因，力求每分钟工作行程的最大可能的次数。

在图2a中的第一轧辊机架1的轧辊2、3和驱动齿轮6相对垂直于轧辊2、3的轴延伸的参考平面11都具有镜像对称的布置，其中，被容纳在轧辊2、3之间的管坯9的柱体轴线处于参考平面11中。在此，驱动齿轮6牢固地与下部的轧辊3的轴连接，并且啮合到紧固在同样镜像对称地布置的齿条架4上的齿条5中。齿条5在图2a中不可见，这是因为它们被齿条架4遮盖。

为了接纳在皮尔格式轧机运行中沿平行于参考平面11的方向起作用的力，齿条架4能沿垂直于轧辊的轴的方向以液压方式加应力。以液压方式加应力在此经由由液压螺母12构成的系统实现，液压螺母基本上由环形活塞和缸构成。通过暂时的压力加载来实现沿垂直于轧辊 2、3的轴的方向的力构建。由此可以暂时构建夹紧力或移动力，从而使第一轧辊机架1在轧制过程期间沿平行于轧辊2、3的轴的方向被保持在固定的定位上，并且因此防止了由于所出现的扭转力而导致的滑离。

在图2a中所示的齿条架4还以能枢转的方式能够离开轧辊机架地围绕平行于齿条5延伸的枢转轴线13枢转地布置，该枢转轴线由于其进入到图片平面的取向而无法从图2a中看出。通过将齿条架4离开第一轧辊机架1地简单的翻开而使驱动齿轮6脱离与齿条5的接触，从而使第一轧辊机架1在借助起重机抬起时不被齿条架4阻挡。第一轧辊机架1由此可以不受阻碍地并以简单且快速的方式进行更换。这就造成了在能加工的管件直径的扩大的范围方面的加工过程的灵活性。

图2b示出了从上面看图2a的轧辊机架的斜视图，然而其具有处于如下这样的打开的定位中的齿条架4，即，使齿条架4根据所述的箭头方向围绕其枢转轴线13地枢转离开轧辊机架，并且因此使紧固在齿条架4上的齿条5不再与驱动齿轮6接触。第一轧辊机架1因此不再受齿条架4阻挡，并且可以借助起重机以简单且快速的方式通过抬离而从由皮尔格式轧机移除，并且通过具有其他尺寸的第二轧辊机架 1’来更换。

在图3a中示出了图1的皮尔格式轧机的第二轧辊机架1’的前视图。相比于图2a，第二轧辊机架1’在轧辊2’、3’和驱动齿轮6‘的三个空间维度以及直径方面具有更大的尺寸，然而其可以被装入图1的相同的皮尔格式轧机中。图3a中所示的第二轧辊机架1’的更大的尺寸也反映了与图2a和2b的第一轧辊机架1相比提高了的重量。在本实施方式中，第二轧辊机架的重量是图2a和图2b的第一轧辊机架1的重量M₁的2.5倍。此外，在图3a中所示的第二轧辊机架1’被设计成用于加工具有40mm至88mm之间的直径的管坯，并且因此被设计成用于相比图2a和图2b的第一轧辊机架1的更大的直径。在此，第二轧辊机架1’的最大的行程数在相应较低的值的情况下为150/分钟。

根据本发明的齿条架4’在图3a中相比图2a中所示的齿条架4位于参考平面11的离垂直于参考平面11更远的定位处。在图2a和3a 的实施方式中，这能够通过如下方式得以实现，即，齿条架4、4’两件式地构建。其一方面具有基础载体并且另一方面具有适配器板，适配器板以如下方式能够被安装在基础载体上，即，使第一、第二轧辊机架1、1’的驱动齿轮6、6’能够在沿垂直于参考平面11的方向的至少两个彼此间隔开的定位处啮合到紧固在相应的齿条架4、4’上的齿条5、 5’中。在图2a的情况下，该适配器板沿平行于轧辊2、3的轴的方向地要比图3a的情况下更大地建造，从而使齿条5沿参考平面11的法线的方向具有距参考平面11更小的间距。

然而，除了沿平行于轧辊2’、3’的轴的方向的定位外，齿条架4’沿垂直于轧辊2’、3’的轴且垂直于第二轧辊机架1’的运动方向的方向的匹配也是必要的。所要求的匹配通过相比在图2a中所示的驱动齿轮6 具有更大的直径的驱动齿轮6’来造成。这种匹配通过形式为基础载体和安装在其上的并相应设计的适配器板的两件式的齿条架4’来实现，从而使第二轧辊机架1’的驱动齿轮6’能够啮合紧固在齿条架4’上的齿条5’中。

图3b示出了从上看图3a的第二轧辊机架1’的斜视图。齿条架4’在此离开第二轧辊机架1’地围绕平行于第二轧辊机架1’的运动方向延伸的枢转轴线13’枢转，并且相应于图2b地位于如下这样的打开的定位中，即，使紧固在齿条架4’上的齿条5’不再与第二轧辊机架1’的驱动齿轮6’接触。在第二轧辊机架1’相比在图2a和2b中所示的尺寸具有更大的尺寸的实施方式中，第二轧辊机架1’也可以借助释放第二轧辊机架1’的枢转设备来以简单且快速的方式从皮尔格轧制机中移除。

针对原始公开的目的应指出的是，只要没有被明确排除在外或者这些组合在技术方面不可能实现或无意义，那么如来自本说明书、附图和从属权利要求的对于本领域技术人员来说有启发性的所有特征都可以单独进行结合，并且也可以按具有其中另外的在此所公开的特征或特征组的任意组合的形式相结合，即使它们具体地仅与另外某些特征相关联地进行了描述。在此，仅为了说明书的简洁和可读性而省略了对所有能想到的特征组合的全面的、详尽的描述以及对各个特征的独立性的强调。

本发明在附图和上述的说明书中被详细示出并描述，而这些图示和描述仅是示例性的，并且不旨在对通过权利要求限定的保护范围进行限制。本发明不限于所公开的实施方式。

从附图，说明书和所附权利要求，对所公开的实施方式的改进对于本领域技术人员将是显而易见的。在权利要求书中，词语“具有(包括)”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”不排除多个。单纯在不同的权利要求中要求保护的特定的特征的事实并不排除它们的组合。权利要求中的附图标记不旨在限制保护范围。

附图标记列表

1、1’ 第一、第二轧辊机架

2、2’ 上部的轧辊

3、3’ 下部的轧辊

4，4’ 齿条架

5、5’ 齿条

6、6’ 驱动齿轮

7 经定孔型的轧辊芯轴

8 进给压紧滑座

9、9’ 管坯

10 管坯的柱体轴线

11 参考平面

12、12’ 液压螺母

13、13’ 齿条架的枢转轴线

14、14’ 下部的传动齿轮

15、15’ 上部的传动齿轮

16 平衡配重

17 平衡轴

18 第二平衡配重

19 推杆

20 中央控制部

21 偏心度

Claims (11)

1.用于将管坯(9)改型成管件的皮尔格式轧机，所述皮尔格式轧机具有：

以能沿运动方向直线运动的方式受支承的第一轧辊机架(1)，

其中，在所述第一轧辊机架(1)上，用于将所述管坯(9)改型成所述管件的两个轧辊(2、3)以能转动的方式支承在轴上，

其中，所述轧辊(2、3)中的一个轧辊和驱动齿轮(6)布置在一个轴上，并且其中，所述驱动齿轮(6)啮合到固定不动的齿条(5)中，

所述齿条紧固在齿条架(4)上，从而使所述第一轧辊机架(1)的平移运动导致所述驱动齿轮(6)和所述轧辊(2、3)的旋转运动；以及

与所述第一轧辊机架(1)连接的曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构在所述皮尔格式轧机的运行中将驱动马达的转动运动经由推杆转变成所述第一轧辊机架(1)的往复式的平移运动，

其特征在于，

所述齿条架(4)以如下方式设计，即，能将所述第一轧辊机架(1)更换成具有不同于第一尺寸的第二尺寸的第二轧辊机架(1’)，

其中，所述齿条架(4)以能从所述第一轧辊机架(1)离开并围绕平行于所述第一轧辊机架(1)的运动方向延伸的轴线进行枢转的方式布置，从而使更快速地更换所述第一轧辊机架(1)成为可能，其中，所述齿条架(4)能沿垂直于所述轧辊(2、3)的轴的方向以液压方式加应力，从而使所述齿条架(4)在所述皮尔格式轧机的运行中接纳沿平行于参考平面(11)的方向起作用的力，所述参考平面垂直于所述轧辊(2、3)的轴延伸，

其中，所述齿条架(4)或其一部分是能更换的，从而使所述齿条(5)能在至少两个在平行于所述轧辊(2、3)的轴的方向上彼此间隔开的定位处容纳在所述齿条架(4)上，

其中，所述第一轧辊机架(1)以能运动的方式支承在浮动的滑动轴承中，其中，所述滑动轴承被设计成使其能实现沿垂直于所述轧辊(2、3)的轴且垂直于所述第一轧辊机架(1)的运动方向的方向对所述驱动齿轮(6)与所述齿条(5)之间间隙的调整。

2.根据权利要求1所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述齿条架(4)以如下方式设计，即，使所述齿条(5)能在至少两个在垂直于所述轧辊(2、3)的轴且垂直于所述第一轧辊机架(1)的运动方向的方向上彼此间隔开的定位处容纳在所述齿条架(4)上，其中，在垂直于所述轧辊(2、3)的轴且垂直于所述第一轧辊机架(1)的运动方向的方向上测定的定位之间的间距至少为10mm。

3.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述皮尔格式轧机具有两个关于所述参考平面(11)镜像对称地布置的、具有紧固其上的齿条(5)的齿条架(4)，其中，所述两个轧辊(2、3)中的一个轧辊的轴在所述参考平面(11)的两侧上均承载有驱动齿轮(6)，其中，两个驱动齿轮(6)分别啮合到相应的齿条(5)中，并且其中，要容纳在所述轧辊(2、3)之间的管坯(9)的柱体轴线处在所述参考平面(11)中。

4.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述轧辊(2、3)上下相叠地布置，其中，所述两个轧辊的轴经由两个相互啮合的齿轮彼此连接，从而使所述两个轧辊(2、3)中的一个轧辊的转动运动导致所述两个轧辊(2、3)中的另一轧辊沿相反方向的转动运动。

5.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述轧辊(2、3)的轴分别具有至少一个轴承，其中，所述两个轧辊(2、3)中的一个轧辊的至少一个轴承和所述两个轧辊(2、3)的另一轧辊的轴承以液压方式相对彼此加应力。

6.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述第一轧辊机架(1)的通过其上容纳有推杆的曲柄销的偏心度所确定的行程长度针对最大能加工的管件直径进行调整，并且对于所有能加工的管件直径来说保持不变。

7.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述第一轧辊机架(1)的通过其上容纳有推杆的曲柄销的偏心度(21)所确定的行程长度能针对不同的能加工的管件直径进行不同调整。

8.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述曲柄连杆机构的曲轴具有一起转动的平衡配重(16)，其中，所述平衡配重(16)被设计成使其抵消或几乎抵消由容纳在所述皮尔格式轧机中的第一轧辊机架(1)施加的一阶力矩，其中，所述第一轧辊机架(1)的重量小于所述第二轧辊机架(1’)的重量。

9.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述皮尔格式轧机包括平衡轴(17)，所述平衡轴具有随之一起转动的第二平衡配重(18)，其中，所述曲柄连杆机构的曲轴和所述平衡轴(17)彼此作用连接，从而使所述平衡轴(17)在所述皮尔格式冷轧机的运行中以所述曲轴的双倍角速度进行转动，并且其中，所述第二平衡配重(18)被设计成使其抵消或几乎抵消由容纳在所述皮尔格式轧机中的第一轧辊机架(1)施加的二阶力矩，其中，所述第一轧辊机架(1)的重量小于所述第二轧辊机架(1’)的重量。

10.根据权利要求1或2所述的皮尔格式轧机，其特征在于，所述浮动的滑动轴承由能以液压方式升起的滑座来实现。

11.根据权利要求3所述的皮尔格式轧机，其特征在于，下部的轧辊(3)的轴在所述参考平面(11)的两侧上均承载有驱动齿轮(6)。

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