DE1527750B2

DE1527750B2 - Verfahren zum Herstellen dunner, insbesondere aus Stahl bestehender Rohre sowie Schragwalzwerk zur Durch führung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1527750B2
Application number: DE1527750A
Authority: DE
Inventors: Jacques Malo-Les-Bains Nord Verdickt (Frankreich)
Original assignee: Vallourec SA
Current assignee: Vallourec SA
Priority date: 1965-07-23
Filing date: 1966-07-22
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE1752349B2; FR1551865A; DE1752349A1; ES353988A1; FR1475645A; US3465563A; US3561246A; GB1150582A; GB1202105A; DE1527750A1; JPS4947146B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen dünner, insbesondere aus Stahl bestehen

der Rohre mit einer, höchstens den Außendurchmesser eines dickwandigen Ausgangs-Rohlings aufweisenden hinteren Endenverdickung durch Wanddikkenreduzierung mittels Schrägwalzen bei in den Roh-5 ling eingebrachter Dornstange, wobei die Wanddicke des ausgewalzten Rohres änderbar ist und der Rohling nahezu über seine ganze Länge hinweg im Außendurchmesser reduziert wird, sowie auf ein Schrägwalzwerk zur Durchführung dieses Verfahlo rens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (USA.-Patentschrift 2 336 397) wird ein Rohling in seinem mittleren Bereich gewalzt und im Außendurchmesser reduziert, wobei an beiden Enden Enx 5 denverdickungen mit einem dem Außendurchmesser des Ausgangs-Rohlings entsprechenden Durchmesser zurückbleiben. Diese Endenverdickungen haben den Zweck, mehrere gleichartige Rohre mit Hilfe von Gewindeverbindungen in diesen Endenverdickungen miteinander verbinden zu können.

Der mittlere ausgewalzte Bereich dieser Rohre weist jedoch eine im Verhältnis zum Außendurchmesser große Wandstärke auf, und der Rohling wird im Bereich der Endenverdickungen nicht ausgewalzt. Mit Schrägwalzwerken ist es im allgemeinen nur möglich, Rohre herzustellen, bei denen das Verhältnis des Außendurchmessers zur Wandstärke des Rohres zwischen 4 und 11 liegt. Bei dem Versuch, Rohre mit kleinerer Wandstärke herzustellen, treten Schwierigkeiten beim Walzen des Endstückes des Rohlings auf, weil die durch das Walzen verursachte starke Verringerung der Wandstärke (die, weil es sich um das Endstück handelt, nicht mehr durch einen vor den Schrägwalzen gelegenen starren Abschnitt gehalten werden kann) zu einer Kleeblattform des Rohrquerschnittes führt, durch die der Rohling sehr schnell blockiert wird oder reißt oder auch eine Beschädigung des Schrägwalzwerkes hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rohre zu walzen, deren Wandstärke nahe demjenigen Wert liegt, bei welchem das Rohr anfängt, sich an seinem hinteren Ende zu deformieren, wenn es durch die Schrägwalzen läuft.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohling von seinem vorderen Ende aus auf eine Wandstärke gewalzt wird, die kleiner als ¹Z₁₁ des Außendurchmessers des gewalzten Rohres ist, und daß kurz vor Einführung des hinteren Endes des Rohlings in den Walzbereich zur Vergrößerung der Stärke des Endes des gewalzten Rohres plötzlich der Winkel zwischen den Drehachsen der Schrägwalzen und der Achse des gewalzten Rohres vermindert wird.

Auf diese Weise ist es möglich, Rohre zu walzen, bei denen das Verhältnis von Außendurchmesser zur Wandstärke größer als 11 ist, während die bekannten Verfahren nur für ein entsprechendes Verhältnis zufriedenstellend arbeiten, das kleiner als 11 ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der gesamte Rohling ausgewalzt, wobei nur kurz vor der Einführung des hinteren Endes des Rohlings zwischen die Schrägwalzen plötzlich der Winkel zwischen den Drehachsen der Schrägwalzen und der Achse des gewalzten Rohres vermindert wird, so daß die Stärke des Endes des gewalzten Rohres vergrößert wird. Demgegenüber erfolgt bei dem eingangs genannten bekannten Verfahren das Auswalzen des

Rohlings nur im Bereich zwischen den Endteilen des Rohlings.

Eine vorteilhafte an sich bekannte (deutsche Patentschrift 846 384) Ausgestaltung eines Schrägwalzwerkes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem jede Schrägwalze radial zustellbar gehaltert ist, ergibt sich dadurch, daß die Schrägwalzen, wie bei derartigen Schrägwalzwerken bekannt, einerseits auf einem feststehenden Flansch und andererseits auf einem beweglichen Flansch jeweils in einem Pendellager gehaltert sind, wobei die Winkelstellung des beweglichen Flansches bezüglich des festen Flansches durch schnelles Verdrehen des beweglichen Flansches während des Walzens um eine mit der Rohlingsachse zusammenfallende Achse veränderbar ist und zur gesteuerten Verdrehung des beweglichen Flansches eine Einrichtung zur Feststellung der Länge des gewalzten Rohres vorgesehen ist.

Bei derartigen Schrägwalzwerken sind zumeist drei Schrägwalzen vorgesehen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Schrägwalzwerkes ergibt sich dadurch, daß die Schrägwalzen mit Hilfe eines Gegendrucks, der auf eine Anordnung von Kolben und Zylindern wirkt, in Arbeitsstellung gehalten werden, und entweder der Kolben oder der Zylinder mit dem Lager fest verbunden ist, und daß die Schrägwalzen beim Auftreten von ungewohnlichen Kräften nach außen ausweichbar angeordnet sind.

Eine vorteilhafte, an sich bekannte Möglichkeit zur Feststellung des Endes des Rohr-Rohlings ergibt sich dadurch, daß eine Hilfsvorrichtung in Form einer Photozelle vorgesehen ist, die zur Steuerung der Auslenkung des beweglichen Flansches den Vorübergang des Rohlingendes an einem in der Nähe des Walzwerkes gelegenen Punkt nachweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Veränderung des Zwischenraums zwischen den Schrägwalzen,

F i g. 2 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäß gewalztes Rohr,

F i g. 3 und 4 eine schematische Darstellung der Lage der Schrägwalzen, wie sie sich an den Schnittstellen III-III bzw. IV-IV nach F i g. 2 einstellt,

F i g. 5 eine Frontalansicht (unter Fortlassung einiger Teile) einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schrägwalzwerks,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Schrägwalze 1, die in zwei Pendellagern 2 bzw. 3 umläuft, die auf einem feststehenden Flansch 4 bzw. einem beweglichen Flansch 5 angeordnet sind.

Zwei weitere Schrägwalzen, die nicht eingezeichnet sind, sind in gleicher Weise in Pendellagern 2', 2" und 3', 3" gelagert.

Erfindungsgemäß ist der bewegliche Flansch 5 um die Achse 6 bewegbar angeordnet; die Achse 6 entspricht der Walzungsachse des Rohrrohlings.

An dem beweglichen Flansch 5 sind zwei bewegliehe Anschläge 7 und 8 angebracht, die seine Schwenkbewegung begrenzen, indem sie gegen feststehende Anschläge 9 und 10 laufen, die nötigenfalls verstellt werden können.

Eine hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Einrichtung 11 ist schematisch angedeutet; sie bewirkt die Verdrehung des Flansches 5 gegenüber dem Flansch 4.

Wenn man die Winkellage des Flansches 5 gegenüber dem Flansch 4 verändert, wird selbstverständlieh die Entfernung zwischen der Schrägwalze 1 und der Achse 6 verändert. Jedes Schwenken des Flansches 5 gegenüber dem Flansch 4 führt zu einer Lageveränderung des Vierecks, das durch die Achse 6, die Strecke2-3 (Fig. 1) und die von der Achse6 zu den Pendellagern 2 bzw. 3 verlaufenden Radien der Flansche 4 bzw. 5 gebildet wird.

Da dem Aufbau des Schrägwalzwerks entsprechend die Schrägwalze 1 sich etwa in der Mitte des Abschnitts 2-3 befindet, ergibt sich ohne weiteres, daß jede Vergrößerung der Verwindung des obengenannten Vierecks den zweifachen Effekt hat, zunächst die Abstände der Schrägwalze 1 von der Achse 6 zu vermindern und zusätzlich die Neigung der Achse der Schrägwalze 1 gegenüber der Achse 6 zu vergrößern und damit den Walzschritt, d. h. die Geschwindigkeit der Mitnahme des Rohlings durch die Schrägwalzen zu erhöhen.

Selbstverständlich ruft jede Verringerung der Verwindung des angegebenen Vierecks die entgegengesetzte Wirkung hervor.

Hieraus ergibt sich, daß es nach dem Einstellen der Lage des Flansches 5 (durch Einstellen der Lage des festen Anschlags 9) in dem Sinne, daß ein ausreichend starker Walzeffekt erreicht wird, um ausreichend dünnwandige Rohre zu erzielen, ausreicht, um bei Annäherung an das Ende des Walzvorgangs mit Hilfe der Einrichtung 11 die Schwenkung des Flansches 5 herbeizuführen, der die in Fig. 1 angenommene Lage einnehmen wird, damit sich die Schrägwalzen von der Achse 6 entfernen und dadurch eine größere Wandstärke für den Endteil des Rohlings ermöglichen. Damit werden die anfangs genannten Nachteile vermieden, die den bisher bekannten WaIzwerken eigentümlich sind.

F i g. 2 zeigt im Schnitt ein in der angegebenen Art gewalztes Rohr; der größte Teil der Rohrlänge hat einen Durchmesser D₁ mit einer Wandstärke, die gegenüber dem Rohrdurchmesser verhältnismäßig gering ist. Gegen Ende des Walzvorgangs (zum linken Rohrende hin) ließ man den beweglichen Flansch sich in Richtung der Pfeile F (F i g. 3) verdrehen, so daß er aus der in F i g. 3 in die in F i g. 4 angedeutete Lage überging, wodurch sich die Walzwirkung vermindern läßt, so daß der Rohling einen Durchmesser D₂ behält, der größer ist als der Durchmesser D₁. In den Fig. 5 und6 ist der feststehende Flansch4 gezeigt, dem gegenüber der bewegliche Flansch 5 dank einer geeigneten Lagerung verschwenkbar ist.

Ferner sind die Pendellagerpaare 2-3, 2'-3' und 2"-3" gezeigt, in denen die Wellen 12, 12' und 12" gelagert sind, die die Schrägwalzen 1, 1' und 1" trägen.

Die Wellen 12, 12' und 12" werden ihrerseits in Drehung versetzt durch zugehörige Antriebswellen 13, 13' und 13", mit denen sie durch Kardangelenke verbunden sind.

F i g. 5 zeigt, wie die Lagerblöcke 14, 14' und 14" sich radial gegenüber dem feststehenden Flansch 4 verschieben können; in gleicher Weise sind die Lagerblöcke im beweglichen Flansch 5 angeordnet.

F i g. 6 läßt deutlich erkennen, daß der untere Teil

5 6

jedes Lagerblocks einen Zylinder 15 bildet, in dem Bei der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Ausfühsich ein Kolben 16 verschiebt, wodurch es möglich rungsform lehnt sich der andere bewegliche Anist, unter Einführung einer Druckflüssigkeit in die so schlag 8 gegen einen festen Anschlag 10, der sich gebildete Kammer 17 die Schrägwalzen in ihrer Ar- seinerseits gegen die Kolbenstange 10', des Kolbens beitsstellung zu halten (die Unterseite des Kolbens 5 10" abstützt, der sich im Zylinder 30 verschiebt.
16 stützt sich gegen eine zugehörige Schulter im Zy- Eine derartige Einrichtung gestattet es, den Anlinder 15 ab), wobei jedoch die Schrägwalzen sich schlag 10 anfänglich in eine Lage zu bringen, in der senken können, sobald sie einem zu hohen Gegen- der Kolben 10" nach oben geschoben ist, und andruck ausgesetzt sind, der einem Druck in der Kam- schließend die Stellung des Anschlags 10 nach und mer 17 entsprechen würde, welcher höher ist als der io nach sich ändern zu lassen, indem man z. B. die in Druck, auf den die betreffende Flüssigkeit eingestellt dem unteren Teil des Zylinders 30 befindliche Flüsist. sigkeit durch eine geeichte Öffnung abfließen läßt,

Die Wirkung dieser Einrichtung läßt sich durch während man eine Druckflüssigkeit in den oberen

Verwendung eines Überdruckventils erzielen, das Abschnitt des gleichen Zylinders 30 einleitet, so daß

Flüssigkeit nach außen treten läßt, sobald der Druck 15 der Kolben 10" allmählich nach unten verlagert

in der Kammer 17 einen vorgegebenen Wert über- wird,

schreitet. Auf Grund dieses Merkmals der Erfindung oder

Die Einstellung der Lage der Schrägwalzen erfolgt mit anderen geeigneten Mitteln, die es gestatten, die

durch Axialverschiebung des Kolbens 16 jedes Pen- Verschiebung des Anschlags 10 in Abhängigkeit von

dellagers mittels eines Zahnrades 18, das von einer ao der Zeit oder von der Länge des gewalzten Rohres

Triebschraube 19 gedreht und auf den Gewindeteil zu steuern, ist es möglich, in entsprechender Weise

des Kolbens 16 gekeilt ist; dieser Gewindeteil dreht die Wandstärke des gewalzten Rohres sich ändern zu

sich in einer feststehenden Mutter 20. lassen.

F i g. 5 läßt erkennen, daß alle Triebschrauben 19, Dieses Erfindungsmerkmal ermöglicht es insbeson-

die die Verschiebung von Pendellagern ein und des- 25 dere, Rohre mit im Verhältnis zu ihrem Durchmesser

selben Flansches steuern, durch Kegelradantriebe 21 geringer Wandstärke zu walzen und die Wandstärke

und 22 miteinander verbunden sind, so daß immer plötzlich auf ein normales Maß im letzten Stück des

zugleich auf die Pendellager 3, 3', 3" oder 2, 2', 2" in Rohlings ansteigen zu lassen. In diesem Fall kann die

dem Sinne eingewirkt wird, daß sie um gleiche Ab- Schwenkung des beweglichen Flansches selbsttätig

stände gegenüber der Achse 6 des Rohlings 23 ver- 30 mittels einer Photozelle gesteuert werden, die den

setzt werden. Vorübergang des hinteren Endes des Rohlings fest-

F i g. 6 läßt erkennen, daß der Rohling in seiner stellt.

Mitte eine Dornstange 24 aufweist, gegen die die Das erwähnte Erfindungsmerkmal erlaubt es fer-

Walzung verläuft. ner, durch geeignete Verschiebung der Anschläge

F i g. 5 zeigt, wie die Verschwenkung des Flan- 35 den Rohren an vorbestimmten Stellen gewollte Versches 5 mittels des bei 26 an den Walzenständer an- dickungen ihrer Wand beizubringen oder auch Rohre gelenkten Zylinders 25 vonstatten geht, in dem sich herzustellen, deren Wandstärke sich über eine beder Kolben 27 verschiebt, dessen Kolbenstange bei trächtliche Länge hinweg kontinuierlich ändert.
28 an einem Punkt des beweglichen Flansches 5 an- Auf diese Weise kann insbesondere auch Schmiegelenkt ist. 40 dearbeit vermieden werden, die sich bei den üblichen

Die Schwenkung wird vorgenommen, indem eine Walzverfahren oftmals als nötig erwies, wenn Ge-Druckflüssigkeit gegen eine der beiden Seiten des winde geschnitten werden mußten, um Verbindungs-Kolbens 27 geleitet wird. möglichkeiten an den äußersten Rohrenden zu ha-

Bei der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Ausfüh- ben.

rungsform stößt der bewegliche Anschlag 7 gerade 45 F i g. 5 zeigt ferner, daß die Lagerblöcke 14, 14' gegen einen feststehenden Anschlag 9, der verstellbar und 14" mit je zwei in Zylindern 32 geführten Kolist, weil er mittels eines Gewindestücks 9' in einer ben 31 verbunden sind, die sich unter der Wirkung Schraube 9" angeordnet ist, die fest verbunden ist einer Druckflüssigkeit verschieben lassen,
mit dem Walzwerksrahmen. In der gewählten Stel- Diese Anordnung ermöglicht insbesondere eine lung wird der feststehende Anschlag 9 durch eine 50 plötzliche Rückführung der Schrägwalzen, sobald der Kontermutter 29 festgehalten. Druck in der Kammer 17 weggenommen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen dünner, insbesondere aus Stahl bestehender Rohre mit einer, höchstens den Außendurchmesser eines dickwandigen Ausgangs-Rohlings aufweisenden hinteren Endenverdickung durch Wanddickenreduzierung mittels Schrägwalzen bei in den Rohling eingebrachter Dornstange, wobei die Wanddicke des ausgewalzten Rohres änderbar ist und der Rohling nahezu über seine ganze Länge hinweg im Außendurchmesser reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling von seinem vorderen Ende aus auf eine Wandstärke gewalzt wird, die kleiner als ¹Z₁₁ des Außendurchmessers des gewalzten Rohres ist, und daß kurz vor Einführung des hinteren Endes des Rohlings in den Walzbereich zur Vergrößerung der Stärke des Endes des gewalzten Rohres plötzlich der Winkel zwischen den Drehachsen der Schrägwalzen und der Achse des gewalzten Rohres vermindert wird.

2. Schrägwalzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei jede Schrägwalze radial zustellbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägwalzen (1, 1', 1"), wie bei Schrägwalzwerken bekannt, einerseits auf einem feststehenden Flansch (4) und andererseits auf einem beweglichen Flansch (5) jeweils in einem Pendellager (2, 2', 2" bzw. 3, 3', 3") gehaltert sind, wobei die Winkelstellung des beweglichen Flansches (5) bezüglich des festen Flansches (4) durch schnelles Verdrehen des beweglichen Flansches (5) während des Walzens um eine mit der Rohlingsachse zusammenfallende Achse veränderbar ist und zur gesteuerten Verdrehung des beweglichen Flansches (5) eine Einrichtung zur Feststellung der Länge des gewalzten Rohres vorgesehen ist.

3. Schrägwalzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie bei Schrägwalzwerken bekannt, drei Schrägwalzen (1, 1', 1") angeordnet sind.

4. Schrägwalzwerk nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägwalzen (1, Γ, 1") mit Hilfe eines Gegendrucks, der auf eine Anordnung von Kolben (16) und Zylindern (15) wirkt, in Arbeitsstellung gehalten werden und entweder der Kolben (16) oder der Zylinder (15) mit dem Pendellager (2, 2', 2" bzw. 3, 3', 3") fest verbunden ist und die Schrägwalzen (1, 1', 1") beim Auftreten von ungewöhnlichen Kräften nach außen ausweichbar angeordnet sind.

5. Schrägwalzwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Hilfsvorrichtung in Form einer Photozelle aufweist, die zur Steuerung der Auslenkung des beweglichen Flansches (5) den Vorübergang des Rohlingendes an einem in der Nähe des Schrägwalzwerkes gelegenen Punkt nachweist.