DE1179174B - Einrichtung fuer die kontinuierliche Herstellung kleinkalibriger und duennwandiger Nahtrohre - Google Patents
Einrichtung fuer die kontinuierliche Herstellung kleinkalibriger und duennwandiger NahtrohreInfo
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- DE1179174B DE1179174B DEB69082A DEB0069082A DE1179174B DE 1179174 B DE1179174 B DE 1179174B DE B69082 A DEB69082 A DE B69082A DE B0069082 A DEB0069082 A DE B0069082A DE 1179174 B DE1179174 B DE 1179174B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. KI.: B 21 c
Deutsche KI.: 7 b-7/01
Nummer: 1179 174
Aktenzeichen: B 690821 b / 7 b
Anmeldetag: 4. Oktober 1962
Auslegetag: 8. Oktober 1964
Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung für die kontinuierliche Herstellung kleinkalibriger und dünnwandiger
Nahtrohre derjenigen bekannten Gattung, welche ein Walzwerk für das Umformen des Bandes
zum Schlitzrohr, eine Schweißstation sowie ein nachgeschaltetes Kaltstreckreduzierwalzwerk umfaßt, das
mit um 90° gegeneinander versetzten Walzensätzen ausgerüstet ist, die mindestens teilweise övalkaliber
aufweisen und mit einer einen Längszug auf das Rohr ausübenden, stufenweise erhöhten Umlaufgeschwindigkeit
angetrieben sind, wobei mindestens der in Walzrichtung letzte Walzensatz einen Rundungskaliber
bildet, und kennzeichnet sich durch die Kombination folgender Elemente:
a) das Streckreduzierwalzwerk weist unmittelbar hintereinandergeschaltete, um jeweils 90° gegeneinander
versetzte Ovalkaliber ohne zwischengeschaltete Rundungskaliber auf;
b) das Umformungswalzwerk ist als Schleppwalzwerk mit frei laufenden Formrollen ausgebildet;
c) zwischen der Schweißstation und dem Streckreduzierwalzwerk
ist eine am Rohr angreifende, die Weiterleitung der tordierenden Einwirkungen
des Streckreduzierwalzwerkes auf das Rohr in die Schweißstation hinein verhindernde Führungseinrichtung
eingeschaltet.
Hierdurch ist es möglich, in derselben Einrichtung lediglich durch An- oder Ausbau der jeweils letzten
Walzensätze des Streckreduzierwalzwerkes aus jeweils gleich breiten Bandstreifen mit einer der Wandstärke
der Fertigrohre entsprechenden Dicke Nahtrohre mit in weiten Grenzen verschiedenen Endabmessungen
bis herunter zu etwa 3 mm Außendurchmesser und 0,25 mm Wandstärke herzustellen. Diese Wirkung beruht zunächst auf dem hohen, etwa
den Verhältnissen beim Warmwalzen entsprechenden Reduziervermögen des Kaltstreckreduzierwalzwerkes
gemäß dem Kombinationselement a), wobei sich dieses jedoch in Anwendung auf derart dünnwandige
und im Verhältnis hierzu breite Bandstreifen nur dann im Sinne einer einwandfreien Verschweißung
des Schlitzrohres nutzen läßt, wenn der Bandstreifen durch das gemäß Element b) als Schleppwalzwerk
arbeitende Umformungswalzwerk mittels des Streckreduzierwalzwerkes hindurchgezogen, und ferner gemäß
Element c) zwischen Schweißeinrichtung und Kaltstreckreduzierwalzwerk eine die von letzterem
herrührenden Verdrehungskräfte vor der Schweißeinrichtung auffangende zusätzliche Führungseinrichtung
eingeschaltet wird. Hierbei hat das den Bandstreifen selbst nicht antreibende Umformungswalzwerk zum
Einrichtung für die kontinuierliche Herstellung
kleinkalibriger und dünnwandiger Nahtrohre
kleinkalibriger und dünnwandiger Nahtrohre
Zusatz zum Patent: 1107 621
Anmelder:
Benteler-Werke A. G., »uhac-(Ki^-Eadetboxn)
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Als Erfinder benannt:
Helmut Benteler, Bielefeld,
Wilfried Vogel, Paderborn
Helmut Benteler, Bielefeld,
Wilfried Vogel, Paderborn
Teil den Zweck, den im Hinblick auf die Dünnwandigkeit
empfindlichen Bandstreifen während des Umformungsvorganges frei von Zerrungen zu halten,
während es zum anderen die für eine einwandfreie Verschweißung des Schlitzrohres und für die Wirkungsweise
des Kaltstreckreduzierwalzwerkes gleichermaßen bedeutsame weitere Aufgabe erfüllt, innerhalb
as des Bandstreifens bzw. des hieraus geformten Rohrstranges
eine stets gleichbleibende Zugspannung aufrechtzuerhalten.
Die vorliegende Erfindung richföt sich auf eine
Verbesserung und Weiterbildung der Einrichtung ge-
maß dem Hauptpatent für verhältnismäßig dickwandige Rohre, insbesondere für solche, bei denen
das Schlitzrohr vor dem Eintritt in das KalMtreekreduzierwalzwerk
bei einer Wandstärke Über 1,0 mm ein Wanddickenverhältnig, d. h. ein Verhältnis zwisehen
Wandstärke und Aüßendurchmesser, von mehr als 0,075 aufweist.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich der für die volle Ausnutzung des Reduztervettnögens des Kaltstreckreduzierwalzwerkes notwendige, die natürliche
Verlängerung des Rohres übersteigende und dadurch eine zusätzliche Streckung des Rohrwerkstoffes hervorrufende
Längszug oberhalb des angegebenen Wanddickenverhältnisses nicht mehr mittels der
Arbeitswalzen des Streckreduzierwalzwerkes allein auf den Rohwtrang übertragen lißt, so daß in diesen
Fällen im Interesse der Vermeidung einer unerwünschten Wandstärkenzunahme entweder eine geringere
Querschnittsabnahme oder eine erheblich höhere Anzahl von Wakgerüsten in Kauf genommen werden
müßte.
Um diese für den Betrieb gleichermaßen nachteiligen Folgeerscheinungen zu vermeiden und die
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Einrichtung gemäß dem Hauptpatent ohne Einschränkung ihrer Vorteile auch für Rohre oberhalb des
angegebenen Wanddickenverhältnisses nutzbar zu machen, kennzeichnet sich die vorliegende Erfindung
dadurch, daß das Umformungswalzwerk gegenüber den Einlaufwalzen des Streckreduzierwalzwerkes zusätzlich
abbremsbar ist. Durch den auf diese Weise vom Umformungswalzwerk zusätzlich ausgeübten
Bremszug ist es möglich, in ein und derselben Ein-
lichen Querspannungen auch keine weitere Längung des Rohrstranges ein. Die auf der Ausnutzung dieses
Effektes beruhende Wirkung des älteren Vorschlages hat zwangläufig zur Folge, daß das mit gegenüber
5 dem Formwalzwerk (theoretisch) größerer Arbeitsgeschwindigkeit angetriebene Kalibrier- bzw. Reduzierwalzwerk
in Abhängigkeit von dem wechselweisen Auftreten örtlicher Bandbreitenzunahmen mit gegenüber
dem Formwalzwerk unterschiedlichen und stets
Kanten unbeschnittenen Bandstreifen bereits vorgeschlagen worden, das Werkstück mittels entsprechender
Abstimmung der Arbeitsgeschwindigkeiten zwischen den der Schweißvorrichtung vorge
richtung auch solche Bandstreifen einwandfrei zu io wechselnden Walzenumfangsgeschwindigkeiten arbeiverarbeiten,
die bei Wanddicken über 1,0 mm ein ten muß, um den jeweiligen, von den örtlichen Band-Schlitzrohr
mit einem Wanddickenverhältnis größer breitenzunahmen herrührenden Längenzuwachs ausals
0,075 ergeben. zugleichen.
In bezug auf gattungsmäßig ähnliche Einrichtungen Diese Erscheinung kann zwar in Kauf genommen
ist im Interesse der Verwendbarkeit von an den 15 werden, wenn das der Schweißeinrichtung nachgeschaltete
Walzwerk im wesentlichen nur die Aufgabe einer Kalibrierung oder geringfügigen Reduzierung
hat, nicht dagegen in den Fällen, in denen es gemäß der Einrichtung nach dem Hauptpatent sowie der
lagerten Formwalzensätzen und dem ihr nachgeord- 20 vorliegenden Erfindung darauf ankommt, durch das
neten Kalibrier- und Reduzierwalzwerk derart unter nachgeschaltete Streckreduzierwalzwerk eine anZugspannung
zu versetzen, daß die Wandstärken- nähernd den Verhältnissen beim Warmwalzen entzunahmen
des Rohres, die sich jeweils als Folge ort- sprechende Gesamtquerschnittsabnahme zu bewirken;
licher Bandbreitenzunahmen in den durch den Ring- denn die hierzu erforderliche verhältnismäßig große
rippeneinfiuß eine gleichbleibende Umfangslänge des 25 Anzahl von Walzgerüsten, die mit einer die natür-Rohres
erzwingenden Formwalzensätzen anbahnen, liehe Rohrverlängerung übersteigenden Geschwindigunter
dem Einfluß der kombinierten Quer- und keitsabstufung angetrieben sind, bedürfen einer der-Längsbeanspruchung
des Werkstoffes bei Gleich- art sorgfältigen Abstimmung ihrer Drehzahlen und bleiben der Rohrwandstärke in eine örtliche Längen- damit der zwischen ihnen jeweils herrschenden Zugzunahme
des Rohres umgewandelt werden. Hierbei 30 Spannungsverhältnisse, daß es ausgeschlossen wäre,
wird im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Ein- während des kontinuierlichen Betriebes eine willrichtung
gemäß dem Hauptpatent sowie gemäß der kürliche Änderung sowohl der effektiven Arbeitsvorliegenden
Weiterbildung bewußt zunächst eine geschwindigkeit als auch der Zugspannungsverhält-Wandanstauchung
im Zuge der Umformung des nisse hinzunehmen. Um das der Erfindung gemäß
Bandstreifens zum Schlitzrohr als Folge örtlicher 35 dem Hauptpatent zugrunde liegende Ziel zu erreichen,
Bandbreitenzunahmen in Kauf genommen, die jedoch ist es vielmehr unerläßlich, die einmal eingestellten
bereits während der Entstehung dadurch ausgeglichen Arbeitsbedingungen während des kontinuierlichen
wird, daß die durch die (theoretisch) größere Arbeits- Betriebes unverändert beizubehalten. Dies setzt sogeschwindigkeit
des nachgeschalteten Kalibrier- bzw. wohl die Verwendung beschnittener Bandstreifen mit
Reduzierwalzwerkes auf den durchlaufenden Rohr- 40 stets gleichbleibender Breite als auch die Beibehalstrang
ausgeübte Zugspannung unter Ausnutzung tung der gleichen auf das jeweils eingesetzte Band
des sich bei der Wandstärkenzunahme einstellenden abgestimmten Arbeitsgeschwindigkeit des Streck-Fießzustandes
eine dieser Wandstärkenzunahme ent- reduzierwalzwerkes sowie schließlich auch die Aufsprechende
Längung hervorruft. Die in diesem Sinne rechterhaltung der auf das Streckreduzierwalzwerk
angestrebte Wirkung beruht darauf, daß die örtliche 45 abgestimmten Zugspannung zwischen dem Form-Bandbreitenzunahme
in den Messerrollen des Um- walzwerk und dem Einlaufwalzensatz des Streckformungswalzwerkes
zu einer Erhöhung der Quer- reduzierwalzwerkes voraus, wobei alle diese Größen spannungen führt. Während diese Querspannungen aber selbstverständlich einer genauen Anpassung an
normalerweise einen Fließzustand hervorrufen, der die Abmessungen des jeweils eingesetzten Bandeine
örtliche Wandstärkenzunahme zur Folge haben 5° Streifens bzw. an das Wanddickenverhältnis des hierwürde,
bewirkt die durch das nachgeschaltete Kali- aus hergestellten Rohres bedürfen.
Zur Erläuterung der Erfindung kann folgendes dienen: Legt man zunächst den Fall zugrunde, daß
sämtliche Arbeitswalzensätze des Streckreduzierwalz-
Fließzustand befindlichen Rohrwerkstoffes in Walz- 55 Werkes von einem gemeinsamen Motor über eine
richtung. Sobald die Bandbreite wieder auf diejenige durchgehende Welle mittels zwischengeschalteter
Breite zurückgeht, die dem Rohrumfang der Kaliber- Einzelgetriebe angetrieben werden, die für den Fall
auslegung entspricht, fallen auch die höheren Quer- einer gleichmäßigen Querschnittsabnahme des Rohres
spannungen fort, die ursächlich für die örtliche Über- mit einer von Gerüst zu Gerüst gleichmäßig stufenführung
des Rohrwerkstoffes in den Fließzustand 60 weise erhöhten Antriebsgeschwindigkeit arbeiten, so
sind. Da der von iem nachgeschalteten Kalibrier- rührt der für die Beibehaltung der Wanddicke un-
bzw. Reduzierwalzwerk ausgehende Längszug allein, umgänglich notwendige und die natürliche Rohrverd.
h. ohne das gleichzeitige Hinzutreten des durch die längerung übersteigende zusätzliche Streckzug daher,
Querspannungen hervorgerufenen Fließzustandes, daß dem im Durchmesser kleiner werdenden Rohr
nicht in der Lage ist und auch nicht in der Lage sein 65 ein jeweils größer werdender Kaliberdurchmesser
darf, eine auf freier Dehnung beruhende Streckung entspricht, der zu einer entsprechenden Vergrößedes
Rohrwerkstoffes über die Elastizitätsgrenze rung der Umfangsgeschwindigkeit führt. Sollte ein
hinaus zu verursachen, tritt mit dem Fortfall der ort- derartiger, über die natürliche Rohrverlängerung
brier- bzw. Reduzierwalzwerk auf den Rohrstrang ausgeübte Zugspannung unter der Voraussetzung
ausreichender Größe eine Umlenkung des sich im
Diese Nachteile werden durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß die innerhalb des Streckreduzierwalzwerkes
selbst nicht aufbringbaren Bremskräfte außerhalb, und zwar in dem diesem vorgeschalteten
5 Umformungswalzwerk erzeugt werden, durch deren Fonnrollen der Bandstreifen vom Streckreduzierwalzwerk
ohnehin unter ständiger Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Zugspannung hindurchgezogen
wird.
Um im Sinne des von der Erfindung angestrebten Bremszuges sicherzustellen, daß die Formrollen des
Umformungswalzwerkes gegenüber dem Einlaufwalzensatz des Streckreduzierwalzwerkes eine zusätzliche
Hemmung ausüben, sind dem Formwalz-
hinausgehender Streckzug vermieden werden, wäre es demgegenüber notwendig, die Querschnittsabnahme
von Walzensatz zu Walzensatz entsprechend dem größer werdenden Walzendurchmesser kleiner zu
wählen. Daraus folgt, daß bei gleichem Kaliber mit steigendem Wanddickenverhältnis auch eine je
Walzensatz prozentual höhere Querschnittsabnahme erforderlich wäre, die demzufolge einen entsprechend
höheren Streckzug erforderte.
Überträgt man diese Erkenntnisse auf ein Streck- io
reduzierwalzwerk, bei welchem jeder Walzensatz
einen eigenen Antriebsmotor mit zugeordnetem
Einzelgetriebe besitzt, so tritt zusätzlich zu der vorstehend geschilderten Möglichkeit zur Erzeugung des
Streckzuges die weitere Möglichkeit hinzu, die Dreh- 15 werk bzw. den Formrollen dieses Walzwerkes zweckzahlen der Antriebsmotoren zu verändern. mäßig Bremsen zugeordnet. Es eignen sich hierzu Läuft der dem Einlaufwalzensatz des Streckredu- jedoch auch Bremsantriebe, die auf den mit der zierwalzwerkes nachgeschaltete zweite Walzensatz Durchlaufgeschwindigkeit des Einlaufwalzensatzes durch entsprechende Drehzahländerung seines An- des Streckreduzierwalzwerkes angetriebenen und triebsmotors mit einer höheren Geschwindigkeit, als 2° sich in der Umformung befindenden Bandstreifen es der aus der Querschnittsabnahme herrührenden einen regelbaren Bremszug ausüben. Diese Brems-Rohrverlängerung entspricht, so wird das Rohr antriebe sind insbesondere so ausgelegt, daß sie den zwangläufig durch den ersten Walzensatz mit einer Formrollen eine gegenüber dem Einlaufwalzensatz gegenüber diesem relativ höheren Geschwindigkeit des Streckreduzierwalzwerkes niedrigere Eigendrehhindurchgezogen, wodurch sich in diesem eine Um- 25 zahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit vermitteln, so kehr des Drehmomentes mit einer gewissen, aber daß auf den durch die Einlaufwalzen des Streckbegrenzten Bremswirkung einstellt. Die gleiche Wir- reduzierwalzwerkes mit in jedem Falle größerer kung tritt in bezug auf die nachfolgenden Walzen- Arbeitsgeschwindigkeit durch das Formwalzwerk sätze ein, wobei das Rohr jeweils die Geschwindig- hindurchgezogenen Bandstreifen über die mit entkeit des mittleren Walzensatzes annimmt, während 30 sprechender Umfangsgeschwindigkeit mitgenommenen der nachfolgende Walzensatz zieht und der vorher- Formrollen ein sich im Sinne einer Vergrößerung gehende Walzensatz das für den Zug notwendige der Zugspannung auswirkendes negatives Antriebs-, Bremsmoment erzeugt. d. h. ein Bremsmoment ausgeübt wird.
reduzierwalzwerk, bei welchem jeder Walzensatz
einen eigenen Antriebsmotor mit zugeordnetem
Einzelgetriebe besitzt, so tritt zusätzlich zu der vorstehend geschilderten Möglichkeit zur Erzeugung des
Streckzuges die weitere Möglichkeit hinzu, die Dreh- 15 werk bzw. den Formrollen dieses Walzwerkes zweckzahlen der Antriebsmotoren zu verändern. mäßig Bremsen zugeordnet. Es eignen sich hierzu Läuft der dem Einlaufwalzensatz des Streckredu- jedoch auch Bremsantriebe, die auf den mit der zierwalzwerkes nachgeschaltete zweite Walzensatz Durchlaufgeschwindigkeit des Einlaufwalzensatzes durch entsprechende Drehzahländerung seines An- des Streckreduzierwalzwerkes angetriebenen und triebsmotors mit einer höheren Geschwindigkeit, als 2° sich in der Umformung befindenden Bandstreifen es der aus der Querschnittsabnahme herrührenden einen regelbaren Bremszug ausüben. Diese Brems-Rohrverlängerung entspricht, so wird das Rohr antriebe sind insbesondere so ausgelegt, daß sie den zwangläufig durch den ersten Walzensatz mit einer Formrollen eine gegenüber dem Einlaufwalzensatz gegenüber diesem relativ höheren Geschwindigkeit des Streckreduzierwalzwerkes niedrigere Eigendrehhindurchgezogen, wodurch sich in diesem eine Um- 25 zahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit vermitteln, so kehr des Drehmomentes mit einer gewissen, aber daß auf den durch die Einlaufwalzen des Streckbegrenzten Bremswirkung einstellt. Die gleiche Wir- reduzierwalzwerkes mit in jedem Falle größerer kung tritt in bezug auf die nachfolgenden Walzen- Arbeitsgeschwindigkeit durch das Formwalzwerk sätze ein, wobei das Rohr jeweils die Geschwindig- hindurchgezogenen Bandstreifen über die mit entkeit des mittleren Walzensatzes annimmt, während 30 sprechender Umfangsgeschwindigkeit mitgenommenen der nachfolgende Walzensatz zieht und der vorher- Formrollen ein sich im Sinne einer Vergrößerung gehende Walzensatz das für den Zug notwendige der Zugspannung auswirkendes negatives Antriebs-, Bremsmoment erzeugt. d. h. ein Bremsmoment ausgeübt wird.
Die auf diese Weise im Rohr erzeugte Längsspan- Sowohl im Falle der Verwendung von Bremsen
nung hat zur Folge, daß im Augenblick der Redu- 35 als auch im Falle der Verwendung von Bremsantriezierung
des Rohres unter den Walzen die freie Ver- ben ist der über die Formrollen auf den Bandstreifen
ausgeübte Bremszug im Sinne einer Anpassung an die jeweiligen Wanddicken der zu Schlitzrohren umzuformenden
Bandstreifen zwar regelbar, jedoch, 40 bezogen auf den gleichen Bandstreifen, für das jeweilige
Fertigungsprogramm fest eingestellt.
Die Erfindung ist nicht grundsätzlich an die Verarbeitung von Schlitzrohren mit einem Wanddickenverhältnis
oberhalb des angegebenen Wertes von 10 bis 15% der Drehzahlüberhöhung wirksam für 45 0,075 gebunden, sondern kann je nach der Dicke
den Streckzug ausgenutzt werden können, während der Bandstreifen bzw. der Wandstärke der daraus
etwa 85 bis 90% als Schlupf verlorengehen, ergibt hergestellten Rohre auch noch bei Wanddickenversich
aus vorstehendem, daß auch die Möglichkeiten hältnissen unterhalb 0,075 Vorteile haben. Auf der
für eine Beibehaltung der Wandstärke begrenzt sind, anderen Seite findet die Anwendbarkeit der Erfin-
und zwar in der Weise, daß oberhalb eines bestimm- 50 dung jedoch in Richtung kleiner Wanddickenverten
Wanddickenverhältnisses entweder unter Aus- hältnisse dort eine Grenze, wo bei Wandstärken
nutzung einer optimalen Durchmesserabnahme je unter etwa 1,0 mm einerseits die Notwendigkeit zur
Walzensatz eine Wandverdickung hingenommen oder Erzeugung eines zusätzlichen Bremszuges entfällt,
in Verbindung mit einer größeren Anzahl von Walz- weil die innerhalb des Streckreduzierwalzwerkes auf
gerästen eine entsprechend geringere Durchmesser- 55 Grund der Reibungsverhältnisse und der Massenabnahme
je Walzensatz gewählt werden muß. trägheit der Walzenantriebe erzielbaren Streckkräfte
für die Vermeidung einer Wandzunahme ausreichen und andererseits gleichzeitig die Gefahr hervorgerufen
wurde, daß die auf den in der Verformung durchmesser und 0,6 mm Wandstärke aus einem 60 befindenden Bandstreifen ausgeübten Bremskräfte
Schlitzrohr von 20 mm Außendurchmesser und ent- im Hinblick auf dessen Dünnwandigkeit Zerrungen
sprechender Wandstärke fünfundzwanzig Walzgerüste verursachen.
erforderlich sind, wohingegen für die Fertigung eines Da die Einrichtung gemäß dem Hauptpatent für
Rohres von 4,5 mm Außendurchmesser und 1,5 mm die Fertigung von Rohren mit den verschiedensten
Wandstärke aus einem wandgleichen Schutzrohr mit 65 Endabmessungen geeignet und bestimmt ist, ist es
20 mm Außendurchmesser vier Walzgerüste mehr, daher zweckmäßig, die dem Formwalzwerk gemäß
d. h. insgesamt neunundzwanzig Walzgeräste, be- der vorliegenden Erfindung zusätzlich zugeordneten
nötigt werden. Bremsen bzw. Bremsantriebe derart auszubilden, daß
formung aufgehoben und der Materialfluß unter Vermeidung einer sonst zwangläufig eintretenden
Wandverdickung in Rohriängsrichtung gerichtet wird.
Da der durch Drehzahlüberhöhung erzielbare Streckzug im Rohr durch die Reibungsverhältnisse
zwischen Walzen und Rohr beschränkt ist, wobei gemäß einer bekannten Gesetzmäßigkeit nur etwa
Dies wirkt sich bei der Einrichtung gemäß dem Hauptpatent beispielsweise dahingehend aus, daß für
die Fertigung eines Nahtrohres mit 4,5 mm Außen-
sie nur bei der Verarbeitung von Schlitzrohren mit entsprechend großem Wanddickenverhältnis eingeschaltet,
dagegen beim Übergang zu Schlitzrohren mit kleinerem Wanddickenverhältnis und geringeren
Wandstärken als etwa 1,0 mm abgeschaltet bzw. außer Wirksamkeit gebracht werden können, um die
Formrollen dann im Sinne des Hauptpatentes frei laufen zu lassen.
Obschon es im allgemeinen zweckmäßig ist, sämt-
Obschon es im allgemeinen zweckmäßig ist, sämt-
eines gemeinsamen Drehtransformators als Feldsteiler regelbar sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt
Fig.l das Schema der Einrichtung im Aufriß,
Fig. 2 einen Ausschnitt des Umformungswalzwerkes in schematischem Grundriß und
Fig. 3 das Schaltschema bei über Leonardsatz
mittels Gleichstrom-Nebenschlußmotoren angetrie-
liehe Formrollensätze mit einer Bremse oder einem io benem Umformungswalzwerk und Streckreduzier
walzwerk.
In F i g. 1 ist das auf einen Haspel 2 aufgewickelte tiefziehfähige Stahlband mit la und das daraus geformte
und anschließend in der Längsnaht ver
Bremsen als Induktionsbremsen auszubilden, da diese sich einerseits sehr feinfühlig regulieren lassen
und andererseits wegen ihrer berührungsfreien Arbeitsweise keinerlei Verschleiß unterliegen.
Um die Drehzahlen sämtlicher Formrollensätze einerseits derart aufeinander abstimmen zu können,
daß das Band während des Umformungsvorganges trotz der unterschiedlichen radialen Abstände der
Bremsantrieb zu versehen, kann es in manchen Fällen ausreichen, hiermit nur einen Teil oder gegebenenfalls
auch nur einen Formrollensatz auszurüsten, in welchem Falle hierfür vorzugsweise der oder die
in Durchlaufrichtung des Bandes ersten Formrollen- 15 schweißte Stahlrohr mit 1 bezeichnet. Ebenso wie
sätze gewählt werden. im Falle des Hauptpatents wird das Stahlband la
Obgleich es für die Verwirklichung der Erfindung und das hieraus hergestellte Rohr 1 ausschließlich
grundsätzlich belanglos ist, mittels welcher Art von durch den von dem Streckreduzierwalzwerk 3 aus-Bremsen
auf die Formrollensätze des Umformungs- geübten Transportzug vom Haspel 2 abgewickelt
Walzwerkes eingewirkt wird, ist es gemäß einem 20 und durch sämtliche dem Haspel 2 nachgeschaltete
weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, die Einrichtungsteile in Durchlaufrichtung des Pfeiles χ
in kaltem Zustand hindurchgezogen.
Auf dem Gestell 4, auf dem sämtliche Einrichtungsteile verankert sind, wird durch das Stahlband 1 a
25 eine dem Haspel 2 nachgeschaltete Zirkularschere 5 angetrieben, deren Messerwalzen die natürlichen
Walzkanten des Stahlbandes abscheren und das Band auf das gewünschte Breitenmaß schneiden.
Das beschnittene Band tritt danach in das Um-Formkaliber von der Längsachse des Schlitzrohres 30 formungswalzwerk 6 ein, dessen durch einen Bremskeine
Verzerrungen erleidet und die Umfangsge- antrieb angetriebene Formrollenpaare 6 a, 6 b, 6c
schwindigkeiten sämtlicher Formrollensätze anderer- usw. derart angeordnet und ausgebildet sind, daß
seits im Sinne der Anpassung an ein bestimmtes das Band zu einem Schlitzrohr verformt wird.
Wanddicken verhältnis des Schlitzrohres auf einen Auf einer podestartigen Erhöhung 4 a des Geeinheitlichen Bremszug regeln zu können, ist es 35 steiles 4 schließt sich in Durchlaufrichtung χ ein in zweckmäßig, den Arbeitswiderstand des Formwalz- horizontaler Ebene angeordnetes Rollenpaar 7 an, werkes durch einen die Spulenspannung sämtlicher durch welches das bis dahin offene Schlitzrohr kurz Bremsen gleichmäßig verändernden gemeinsamen vor dem Passieren der Schweißstation geschlossen Stelltransformator zu regeln, während die Abstim- wird. Das Rollenpaar 7 ist austauschbar und auf in mung der Bremsmomente der einzelnen Formrollen- 40 ihrem Abstand verstellbaren, senkrechten Achsen sätze durch den Spulen jeder Bremse getrennt vor- frei drehbar in einem möglichst geringen Abstand geschaltete und den Erregerstrom verändernde von der Schweißstelle angeordnet. Mit 8 ist ein An-Justierwiderstände erfolgt. druckrollenpaar und mit 9 die Elektrodenrolle für
Wanddicken verhältnis des Schlitzrohres auf einen Auf einer podestartigen Erhöhung 4 a des Geeinheitlichen Bremszug regeln zu können, ist es 35 steiles 4 schließt sich in Durchlaufrichtung χ ein in zweckmäßig, den Arbeitswiderstand des Formwalz- horizontaler Ebene angeordnetes Rollenpaar 7 an, werkes durch einen die Spulenspannung sämtlicher durch welches das bis dahin offene Schlitzrohr kurz Bremsen gleichmäßig verändernden gemeinsamen vor dem Passieren der Schweißstation geschlossen Stelltransformator zu regeln, während die Abstim- wird. Das Rollenpaar 7 ist austauschbar und auf in mung der Bremsmomente der einzelnen Formrollen- 40 ihrem Abstand verstellbaren, senkrechten Achsen sätze durch den Spulen jeder Bremse getrennt vor- frei drehbar in einem möglichst geringen Abstand geschaltete und den Erregerstrom verändernde von der Schweißstelle angeordnet. Mit 8 ist ein An-Justierwiderstände erfolgt. druckrollenpaar und mit 9 die Elektrodenrolle für
In vielen Fällen bietet es jedoch Vorteile, den die Zuführung des Schweißstromes bezeichnet. 10
Bremseffekt des Formwalzwerkes nicht durch Brem- 45 bezeichnet eine der Schweißstation nachgeschaltete
sen, sondern durch einen Bremsantrieb zu erzeugen. Entgratungseinrichtung, deren Messer 10 α den an
Diese Ausführungsform ist insbesondere dort vorzu- der Außenseite verbleibenden Schweißgrat entfernt,
ziehen, wo die Arbeitswalzensätze des Streckreduzier- Daran schließt sich in Durchlaufrichtung χ des ge-
walzwerkes ohnehin über einen Leonardsatz und schweißten Rohres 1 eine Führungseinrichtung 11
eine diesem zugeordnete Sammelschiene mittels durch 50 an, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als
einheitliche Veränderung ihrer Ankerspannung im Walzwerk ausgebildet ist, dessen vier Walzensätze
Leonardsatz gemeinsam und durch Veränderung 11a, Ub, lic, Hd wechselweise mit Rund- und
ihrer Feldspannung einzeln drehzahlregelbarer Gleich- Ovalkalibern ausgerüstet sind, wobei sämtliche in
strom-Nebenschlußmotoren angetrieben werden, da senkrechter Ebene übereinander angeordneten Walsich
hierbei die Möglichkeit bietet, auch den Form- 55 zenpaare frei drehbar gelagert sind. Die Walzensätze
rollensätzen des Umformungswalzwerkes über die dienen dem Zweck, die von dem nachgeschalteten
Sammelschiene des Leonardsatzes für den Antrieb Streckreduzierwalzwerk 3 auf das geschweißte Rohr
des Streckreduzierwalzwerkes gespeiste Gleichstrom- ausgeübten Beanspruchungen, insbesondere die tormotoren
als Bremsantriebe zuzuordnen. In diesem dierenden Einwirkungen, abzufangen bzw. zu ver-Falle
sind die Drehzahlen der den Formrollensätzen 60 hindern, daß sich diese entgegen der DurchlaufrichzugeordnetenGleichstrom-Nebenschlußmotorendurch
tung nach rückwärts auf den die Schweißstation deren Erregerstrom verändernde Justierwiderstände passierenden Rohrbereich auswirken können. Die
einzeln im Sinne einer übereinstimmenden Umfangs- Kaliber der Führungswalzensätze 11 a, 11 b, 11 c, 11 d
geschwindigkeit sämtlicher Formkaliber einstellbar, sind so ausgebildet, daß sie den Rohrquerschnitt um
während zwecks Veränderung des Bremszuges gegen- 65 geringes in eine von der Kreisform abweichende
über dem Reduzierwalzwerk die aufeinander abge- Querschnittsform umformen, so daß eine relative
stimmten Drehzahlen aller Formrollenantriebe durch Verdrehung des Rohres innerhalb der Walzkaliber
einheitliche Veränderung ihrer Feldspannung mittels ausgeschlossen ist.
Dem Führungswalzwerk 11 ist das Kaltstreckreduzierwalzwerk 3 nachgeschaltet. Innerhalb der in
Durchlaufrichtung jeweils um 90° gegeneinander versetzt angeordneten, mit allseitig am Rohrumfang
anliegenden Ovalkalibern ausgerüsteten Walzensätze 3 a, 3 b, 2>
c usw. wird das geschweißte Rohr nacheinander stufenweise unter Beibehaltung der Ausgangswandstärke
nur im Durchmesser reduziert, während das nachgeschaltete Rundungswalzenpaar 3 d für die
genaue Kalibrierung sorgt. Je nach den gewünschten Enddurchmessern kann eine entsprechende Anzahl
der in Walzrichtung letzten Walzensätze ab- bzw. angebaut werden, wobei das Rundungs- bzw. Kalibrierungswalzenpaar
3d jedoch in jedem Falle den in Walzrichtung letzten Walzensatz bildet.
Hinter dem Streckreduzierwalzwerk 3 ist eine mitlaufende fliegende Säge 12 auf einem Führungsgestell
längsverschieblich geführt, deren Verstellmaß und Geschwindigkeit den gewünschten Rohrlängen sowie
der Austrittsgeschwindigkeit des geschweißten Rohres angepaßt sein müssen. Während des Mitlaufens
schneidet das Kreissägeblatt 12 a die gewünschten Längenabschnitte des Rohres ab, die anschließend
auf ein Transportgerüst 13 oder einen Korb fallen, von dem sie ihrer weiteren Bestimmung zugeführt
werden.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die Formrollensätze 6 a, 6b und 6 c des Umformungswalzwerkes 6
— ebenso wie die Walzensätze des Streckreduzierwalzwerkes 3 — über Gelenkwellen 14 a, 14 b, 14 c
und diesen vorgeschaltete Untersetzungsgetriebe 15 a, ISb, 15 c einzeln durch Gleichstrom-Nebenschlußmotoren
16 a, 16 b, 16 c angetrieben.
Im einzelnen ist die Schaltung in Fig. 3 veranschaulicht.
Darin bezeichnet der unter I eingerahmte Teil den für das Umformungswalzwerk und das Streckreduzierwalzwerk
gemeinsamen Leonardsatz, der unter II eingerahmte Teil das Umformungswalzwerk und der
unter III eingerahmte Teil das Streckreduzierwalzwerk. Zwischen den letzteren liegt die in das Schaltbild
nicht einbezogene Schweißstation.
Bekanntlich ist die Änderung des Magnetflusses durch Veränderung des Erregerstromes zu erreichen,
was bei Gleichstrom-Nebenschlußmotoren dazu führt, daß das zulässige maximale Drehmoment mit
steigender Drehzahl abnimmt, während die aufgenommene elektrische Leistung konstant bleibt.
Wird im Betrieb die elektromotorische Kraft größer als die angelegte Spannung, so ändert der Ankerstrom
seine Richtung, wobei die Maschine stufenlos vom motorischen in den generatorischen Betrieb
übergeht und Leistung an das Netz zurückgibt. Auf der Ausnutzung dieses Effektes beruht die elektrische
Bremsung des Umformungswalzwerkes.
Da andererseits den veränderlichen Werten der Ankerspannung die elektromotorische Kraft und damit
bei konstanter Felderregung auch die Drehzahl folgt, wobei das maximale Drehmoment der Maschine
konstant bleibt, während die Leistung ungefähr proportional der Drehzahl sinkt, ist es möglich,
durch Verändern der Ankerspannung die Drehzahl von Null an hochzuregeln.
Dieses Verfahren findet bekanntlich bei der Leonardschaltung Anwendung, wobei die Ankerspannung
durch Änderung der Feldspannung des Leonardgenerators verändert wird. Da der Generator
des Leonardsatzes und die Anker der einzelnen Gleichstrommotoren unmittelbar elektrisch miteinander
verbunden sind, ist es bei konstanter Erregung der Feldwicklung der Antriebsmotoren möglich, den
Motor des Leonardsatzes durch Senken der Generatorspannung unter die elektromotorische Kraft der
angeschlossenen Einzelantriebe abzubremsen.
Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Drehstrommotor des Leonardsatzes
mit α und der mit diesem mechanisch gekuppelte
ίο Gleichstromgenerator mit b bezeichnet.
Die Erregung des Leonardgenerators b erfolgt hierbei an Stelle der sonst üblichen Erregermaschine
über das Drehstromnetz durch einen Anpaßtransformator c, dem ein Drehtransformator d als Feldsteller
sowie ferner ein Selengleichrichterg nachgeschaltet sind. Der Antrieb des Drehtransformators d erfolgt
durch einen Drehstrommotor e, dem ein Wendeschütz / vorgeschaltet ist.
Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind sowohl sämtliche
Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind sowohl sämtliche
ao Gleichstrom-Nebenschlußmotoren K für den Antrieb
der Formrollensätze des Umformungswalzwerkes als auch sämtliche Gleichstrom-Nebenschlußmotoren K'
für den Antrieb der Walzensätze des Streckreduzierwalzwerkes über eine gemeinsame Sammelschiene S
vom Leonardgenerator b gespeist.
Hierbei erfolgt die generelle Regelung der Schweißgeschwindigkeit, die gleichbedeutend mit
der Geschwindigkeit des Einlaufwalzensatzes 3 α des Streckreduzierwerkes ist und mit der zunächst auch
die Geschwindigkeit des UmformungsWalzwerkes übereinstimmt, durch die Regelung des Generatorfeldes
über den Anpaßtransformator c, den motorisch verstellbaren Drehtransformator d sowie den Gleichrichter
g.
Auf prinzipiell gleiche Weise werden die Feldspannungen der Antriebsmotore K für die Formrollensätze
des Umformungswalzwerkes gemeinsam zusätzlich durch den an den Anpaßtransformator c
angeschlossenen und über den Wendeschütz/' und den Drehstrommotor e' angetriebenen Drehtransformator
d' und den diesem nachgeschalteten Selengleichrichter g' geregelt, während die Feldspannung
der Antriebsmotoren K für die Walzensätze des Streckreduzierwalzwerkes durch in ihre Feldstromkreise
gesondert eingeschaltete Drehtransformatoren m als Feldsteller und diesen nachgeschaltete
Selengleichrichter η getrennt geregelt werden, da die Getriebe der Reduziergerüste mit ihren Übersetzungen
nie mit der Verlängerung des Rohres aus den vorgegebenen Querschnittsabnahmen übereinstimmen
können und daher deren Antriebsmotoren K' in gleicher Weise wie der Generator von Hand aus vor
Inbetriebnahme der Anlage einmal individuell eingestellt werden müssen.
Die Abstimmung der Drehzahlen der einzelnen Bremsantriebe K des Umformungswalzwerkes auf
genau gleiche Umfangsgeschwindigkeit sämtlicher Formkaliber erfolgt demgegenüber mittels der in die
Feld- bzw. Erregerstromkreise gesondert eingeschalteten Justierwiderstände i und diesen jeweils nachgeschaltete
Vorwiderstände ρ und Belastungswiderstände q, wohingegen die Einstellung des Bremszuges,
d. h. die gegenüber dem Einlaufwalzensatz des Streckreduzierwalzwerkes einheitlich verringerte
Drehzahl, durch den gemeinsamen Drehtransformator d' erfolgt. Bei eingeschalteten Motoren kann die
Größe des Bremszuges von Null ab in jeder erforderlichen Höhe durch die Feldregelung dieses moto-
■■ ''-' '■ ■■'■■■' """
409 690/126
risch angetriebenen Drehtransformators d! geregelt
werden.
Mit ο sind die sämtlichen Motoren vorgeschalteten Ausschalter bezeichnet, die untereinander so geschaltet
sind, daß bei Ausfall eines Motors des Streckreduzierwalzwerkes die gesamte Anlage stillgesetzt
wird. Zusätzlich sind die Schaltschütze h' und h" vorgesehen, von denen letzterer die Ausschaltung
bzw. vorübergehende Stillsetzung der Gesamtanlage, z. B. bei Störungen, ermöglicht, während ersterer die
Möglichkeit bietet, nur die Bremsantriebe des Umformungswalzwerkes abzuschalten, nämlich dann,
wenn im Zuge des Überganges zu anderen Abmessungen des eingesetzten Bandes Schlitzrohre geformt
werden, deren Wandstärke und Wanddicken verhältnis in einem Bereich liegen, in welchem ein zusätzlicher
Bremszug des Umformungswalzwerkes entbehrlich ist. Bei ausgeschaltetem Schaltschütz K
laufen die Formrollen des Umformungswalzwerkes frei mit, so daß sie lediglich noch durch das vom ao
Streckreduzierwalzwerk gezogene Band angetrieben werden.
Mit 1 sind zusätzliche, den Antriebsmotoren K' für das Streckreduzierwalzwerk zugeordnete Schaltschütze
bezeichnet, die das Abschalten der im Rahmen des Fertigungsprogrammes jeweils nicht benötigten,
in Durchlaufrichtung letzten Reduziergerüste ermöglicht.
In grundsätzlich ähnlicher Weise kann auch im Falle der Verwendung von Induktionsbremsen für
die Formrollensätze des Umformungswalzwerkes sowohl einerseits die Abstimmung der Drehzahlen
untereinander auf eine genau gleiche Umfangsgeschwindigkeit aller Formkaliber als auch andererseits
die einheitliche Einstellung des Bremszuges gegenüber dem Einlaufwalzensatz des Streckreduzierwalzwerkes
erfolgen.
Claims (7)
1. Einrichtung für die kontinuierliche Her- 4a stellung kleinkalibriger und dünnwandiger Nahtrohre,
welche ein durch das durchlaufende Werkstück antreibbares Walzwerk für das Umformen
des Bandes zum Schlitzrohr, eine Schweißstation sowie ein nachgeschaltetes, das unter Zugspannung
gesetzte Werkstück durch die gesamte Einrichtung schleppendes Kaltstreckreduzierwalzwerk
umfaßt, nach Patent 1107 621, dadurch
gekennzeichnet, daß das Walzwerk (6) gegenüber den Einlaufwalzen (3 a) des Streckreduzierwalzwerkes
(3) zusätzlich abbremsbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens den in Durchlaufrichtung
ersten Formrollensätzen (6 a, 6b, 6 c) des Walzwerkes (6) Bremsen zugeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Formrollensätzen des
Walzwerkes (6) zugeordneten Bremsen Induktionsbremsen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Walzwerk (6) auf
das Werkstück ausgeübte Bremszug durch einen die Spulenspannung sämtlicher Induktionsbremsen
gleichzeitig verändernden gemeinsamen Stelltransformator regelbar ist, wobei die Abstimmung
der Drehzahlen der einzelnen Formrollensätze auf genau gleiche Umfangsgeschwindigkeit ihrer
Formkaliber auf dem Wege der Veränderung des Erregerstromes durch den Spulen jeder Bremse
getrennt vorgeschaltete Justierwiderstände erfolgt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die in Durchlaufrichtung
des Bandes ersten Formrollensätze des Walzwerkes (6) mit einem einen Bremszug auf
das durchlaufende Werkstück ausübenden Bremsantrieb ausgerüstet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Walzensätze des Streckreduzierwalzwerkes
über einen Leonardsatz und eine diesem zugeordnete Sammelschiene mittels durch Veränderung
der Ankerspannung einzeln und gemeinsam drehzahlregelbarer Gleichstrom-Nebenschlußmotoren
angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Formrollensätzen des Walzwerkes (6) über
die Sammelschiene des Leonardsatzes für den Antrieb des Streckreduzierwalzwerkes gespeiste
Gleichstrom-Nebenschlußmotoren als Bremsantriebe zugeordnet sind, wobei die Drehzahlen
der Gleichstrommotoren durch deren Erregerstrom verändernde Justierwiderstände (/) einzeln
im Sinne einer übereinstimmenden Umfangsgeschwindigkeit sämtlicher Formkaliber einstellbar
und die aufeinander abgestimmten Drehzahlen aller Formrollenantriebe durch einheitliche
Veränderung ihrer Feldspannung mittels eines gemeinsamen Drehtransformators (d') als Feldsteller im Sinne der Erzeugung eines Bremszuges
regelbar sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Formwalzwerk (6) zugeordneten Bremsen bzw. Bremsantriebe abschaltbar ausgebildet sind.
In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 151 237.
Deutsches Patent Nr. 1 151 237.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 690/126 9.64 Q Bundesdruckerei Berlin
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