DE1752603A1

DE1752603A1 - Verfahren zum Betreiben einer Vorholvorrichtung zur Herstellung von nahtlosen Rohren auf einem Pilgerschrittwalzwerk und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1752603A1
Application number: DE19681752603
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Jean-Paul Calmes
Original assignee: Thyssen Roehrenwerke AG
Current assignee: Thyssen Roehrenwerke AG
Priority date: 1968-06-20
Filing date: 1968-06-20
Publication date: 1970-03-05
Also published as: GB1215429A; PL69655B1; YU154269A; YU32017B; FR2011531A1; ES368543A1; PL69750B1; US3638466A; CS152325B2; HU158063A

Description

Thyssen Röhrenwerke AQ 19. J_11nI 1968 August-Thyssen-Str·1 Lausanne / Schweiz

Verfahren zum Betreiben einer VorholVorrichtung zur Herstellung von nahtlosen Rohren auf einen Pilgerschrittwalzwerk und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens/

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vorholvorrichtung zur Herstellung von nahtlosen Rohren auf einem Pilgerschrittwalzwerk« die im wesentlichen aus ™ Vorholzylinder, Vorholkolben mit Dornstange und einer Einrichtung zur Abbremsung der Vorholbewegung, insbesondere einer Flüssigkeitsbremse mit Bremstrichter sowie einer Einrichtung zur Drehung der Dornstange besteht, und bei welcher der rückwärtige, ein gasförmiges Medium, z.B. Luft, enthaltende Hubraum des Vorholzylinders mit unterschiedlichem Rauminhalt eingestellt werden kann sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Walzen eines Honlblookes zu einem Rohr wird der Vorholkolben vom kalibrierten Teil der Pilgerwalzen zurückbewegt. Während dieses Arbeltshubes wird im rück-

wärtigen Hubraum des Vorholzylinders das enthaltene ™

gasförmige Medium, z.B. Luft, verdichtet· Am Ende des Arbeitshubes, wenn der Hohlblook vom kalibrierten Teil der Walzen freigegeben wird, treibt die verdichtete Luft den Vorholkolben nach vorn, so daß der Hohlblook mit der Dornstange zu einem erneuten LWaIζvorgang wieder zwischen die Pilgerwalzen gelangt· Während dieses Vorholhubs wird der Vorholkolben mit der Dornstange und dem Hohlblook mit Hilfe einer Drehvorrichtung um 9o°

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gedreht« um die im Walzspalt entstehenden Orate beim nächsten Walzvorgang zu beseitigen. Die Abbremsung der Vorholbewegung kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Vorholzylinder gegen Ende des Vorholhubs in den Bremstrichter einer Flüssigkeitsbremse eintritt·

Der Verdichtung der Vorholluft im rückwärtigen Hubraum des VorholZylinders wird jedoch insbesondere aus den folgenden Gründen eine Grenze gesetzt: Die Pilgerwalzen haben einen kalibrierten Teil, der sich aus drei Ab-

fc sohnitten zusammensetzt. Der erste Abschnitt, das sogenannte Kalibermaul, erfaßt den Hohlkörper. Dieses Stück der Walze wird auch als Kaliberkonus, der die Verformungsarbelt leistet, bezeichnet.· Hieran schließt sich der Olätteil des Kalibers an, der das bereits ausgestreckte Rohr glättet. In diesen beiden Teilen wird das Rohr vom Kaliber fest umschlossen· Im Bereich des dritten Tells lust sich das Rohr allmählich von den Walzen. Zu diesem Zeltpunkt ist die Vorholluft aber bereits so stark komprimiert worden, daß es zu einem Rutschen zwischen Walze und Rohr kommen kann. Als Folge hiervon entstehen nachteilige Kratzer oder sonstige Beschädigungen auf dem Rohr, wenn nach einer gewissen

w Benutzungsdauer die Kaliberoberflächen der Pilgerwalzen nioht mehr vollkommen glatt sind. Ein weiterer Grund ergibt sich aus folgendemι Der Vorholkolben, der die Vorholluft im Vorholzylinder komprimiert, wird über die Dornstange und den Hohlblock vom kalibrierten Teil der Pilgerwalzen zurüokbewegt. Insbesondere bei der Walzung dünnwandiger Rohre können daher Querrisse _; in der Rohrwand entstehen, wenn die dünne Rohrwand die RUokbeweguogskraft infolge eines zu hohen Gegendruckes der Vorholluft nioht mehr übertragen kann·

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Duroh die britieohe Patentschrift 696 458 ist es bekannt, den rückwärtigen Hubraum des VorholZylinders mit unterschiedlichem Rauminhalt einzustellen. Das geschieht dadurch« daß der rückwärtige Hubraum durch einen Boden, der eine Gewindespindel trägt, verschlossen ist. Die Oewindespindel, die sioh in der Oewindemutter eines Zylinderabsohlußdeokels dreht, dient zur Verstellung des Bodens. Auf diese Weise ist es zwar möglich, einen großen Durchmesserbereioh von Rohren mit demselben Vorholer walzen zu können, da der Hubraum entsprechend dem Durchmesser des zu walzenden Rohres auf die jeweilige Arbeitshublänge eingestellt werden kann. Die beschriebenen Beschädigungen bzw. Zerstörungen der gewalzten Rohre können mit dieser Vorrichtung Jedoch nioht beseitigt werden. Bei kleiner gewordenem Walzendurohmesser infolge Nachdrehen^ der Pilgerwalzen sowie bei jeder Änderung des Walzprogramms muß zudem der Boden über die Gewindespindel neu eingestellt werden. Diese Einstellung erfordert jedoch eine gewisse Zeit, bis die riohtige Stellung gefunden worden ist. Weiter kommt hinzu, daß es zu folgenschweren Zerstörungen des Vorholers und des Rohres kommen kann, wenn die Neueinstellung des Bodens bei Umstellung von einem kleinen auf einen großen Arbeitshub vergessen wird.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Vorholluftenergie im rückwärtigen Hubraum des Vorholzylinders so- aufzubauen, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden und gleichzeitig sowohl der durch die Trägheit der zurückbewegten Massen (Vorholkolben, Dornstange, Hohlblock) bedingte Weg vermindert als auch beim Vorholhub eine große Vorholgeschwindigkeit erreicht wird.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren wie es

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vorstehend beschrieben worden let und löst die gesteinte Aufgrabe erfindungsgemäß daduroh, daß die Vorholluft im rückwärtigen Hubraum des Vorholzylinders bis zu einem einstellbaren Orenzdruok komprimiert und durch Verschiebung eines beweglichen Bodenkolbens nach rückwärts nahezu konstant gehalten wird·

Beim Anpilgera wird die Rückwärtsbewegung des Vorholkolbens mit Vorteil durch Einleitung*, eines Druckgases auf die Vorderseite des Vorholkolbens unterstützt· Durch die hierdurch erzielte Verdiohtung der Vorholluft kann somit schon beim Anpilgern mit großer VorhAlgefc sohwindigkelt gearbeitet werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorholvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher im rückwärtigen Hubraum des Vorholzylinders ein beweglicher Bodenkolben angeordnet let, dessen Hubraum mit einem Oasbehälter von wesentlich größerem Rauminhalt, vorzugsweise einem Luftbehälter, verbunden 1st, wobei der Druok im Hubraum des beweglichen Kolbens und im Gasbehälter dem einstellbaren Qrenzdruok im Hubraum des VorholZylinders entspricht.

Der vordere Hubraum des VorholZylinders weist ferner . ein Einlaßventil bzw. ein Auslaßventil auf zur Einlei-™ tung eines Druckgases beim Arbeitshub während des An- pllgerns bzw. zum Auslassen desselben beim Vorholhub·

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, in welcher schematisch eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist, weiter erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Vorholvorrichtung;

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Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1, der jedooh eine andere Arbeitsstellung des Vorholkolbens zeigt;

Fig. 3 die Verdichtungskurve beim Arbeitshub mit einer Vorholvorriohtung gemäß Figuren 1 und 2;

Fig. 4 einen Längsschnitt duroh die erfindungsgemäße Vorholvorrichtung bei Beginn des Arbeitshubs>

Fig. 5 einen«Längsschnitt gemäß Fig. 2 bei Ende des Arbeitshubs;

Fig. 6 die Verdiohtungskurve, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtun
5 erreicht wird.

mäßen Vorrichtung entsprechend den Figuren 4 und

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine bekannte Vorholvorrichtung für ein Pilgerschrittwalzwerk. Der Vorholkolben ist mit 1 und der Vorholzylinder mit 2 bezeichnet. Der rückwärtige Hubraum j5 des Vorholzylinders 1 ist durch einen Boden 4, der eine Gewindespindel 5 trägt, verschlossen. Entsprechend dem jeweiligen Durohmesser des auszuwalzenden Rohres wird der Rauminhalt des rückwärtigen Hubraums 3 durch Verstellung des Bodens 4, dessen Gewindespindel 5 sich in der Gewindemutter 6 eines Zylinderabschlußdeckels 7 drehen kann, eingestellt.

Fig. 3 zeigt die Verdichtungskurve der Vorholluft im rückwärtigen Hubraum 3 des Vorholzylinders 2, die mit einer derartigen bekannten Vorholvorrichtung erzielt werden kann. Der Anfangsdruok der im rückwärtigen Hubraum 3 befindlichen Vorholluft ist mit ρ bezeichnet.

Dieser Druck herrscht während der Vorholkolbenstellung gemäß ^Fig. 1. Bei der Zurüokbewegung des Vorholkolbens 1 während des Axbeitshubs wird die Vorholluft im rückwärtigen Hubraum 3 entsprechend der gezeichneten Verdichtungskurve

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A, B, C bis auf den Druck p, verdichtet. Duroh die Linie D ist die Stellung des Bodens 4 und durch die Linie B die Stellung der Flüssigkeitsbremse der Vorholvorrichtung bezeichnet.

Figuren 4 und 5 zeigen eine Vorholvorrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Der Vorholkolben 8 bewegt sich in einem Vorholzylinder 9. Im rüokwärtigen Hubraum Io des Vorholzylinders 9 ist ein beweglioher Bodenkolben 11 angeordnet. Durch diese Anordnung entsteht ein weiterer Hubraum 12» der über eine Leitung mit einem Luftbehälter 1J> verbunden 1st« dessen ) Rauminhalt wesentlich größer als der grüßte Inhalt des Hubraums 12 ist. Der Druck im Luftbehälter 13 und damit im Hubraum 12 kann beispielsweise durch einen Kompressor in der jeweils erforderlichen Größe eingestellt werden.

Der vordere Hubraum 17 des Vorholzylinders 9 weist ein Einlaßventil 18 und ein nicht dargestelltes Auslaßventil 19 auf. Durch das Einlaßventil 18 wird insbesondere beim Anpilgern zur Unterstützung der Rückwärtsbewegung des Vorholkolbens 8 ein Druckgas auf die Vorderseite des Vorholkolbens 8 geleitet. Das Auslaßventil 19 dient zum Hinauslassen des Druckgases beim w anschließenden Vorholhub· In Fig. 5 ist die hintere Endlage des Vorholkolbens 8 dargestellt. Der bewegliohe Bodenkolben 11 hat sich aus seiner Lage gemäß Fig. 4 infolge der Kompression der Vorholluft im rückwärtigen Hubraum Io des Vorholzylinders 9 bei Erreichung eines einstellbaren Grenzdrucks im Hubraum Io mit gleicher Geschwindigkeit wie der Vorholkolben 8 nach hinten bewegt. Dieses Druokgleichgewioht zwischen Vorder- und RUokseite des beweglichen Bolenkolbens

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11 wird erfindungsgeraäß dadurch ermöglicht, daß der Inhalt des Luftbehälters I5 wesentlich größer als der Hubraum 12 des beweglichen Bodenkolbens 11 ist. Es kann somit eine große potentielle Druckluftenergie gespeichert werden, die während des anschließenden Vorholhubs für eine große Beschleunigung des gesamten Vorholgestänges zur Verfügung steht.

In Fig. 6 ist die Verdichtungskurve, die mit der erfindungsgemäßen Vorholvorrichtung erreicht werden kann, dargestellt, wobei die Stellung der Flüssigkeitsbremse und die Endstellung des beweglichen Bodenkolbens 11 mit der Stellung der Bremse bzw. der festen Stellung des Bodens 4 gemttß Fig. 5 übereinstimmen, so daß ein Vergleich beider Verdichtungskurven gegeben ist. In Fig. 6 ist .die Stellung der Bremse mit F, die Endstellung des beweglichen Kolbens mit G bezeichnet. Zusätzlich ist in Fig. 6 die Anfangsstellung des beweglichen Bodenkolbens 11 eingezeichnet, die mit H bezeichnet ist. Mit ρ ist wieder der Anfangsdruck der Vorholluft im rückwärtigen Hubraum Io des Vorholzylinders 9 bezeichnet. Beim Arbeitshub steigt die Verdichtungskurve A B gegenüber der Verdichtungskurve gemäß Fig. 5 steil an und erreicht nach einem wesentlich kürzeren Weg des Vorholkolbens bereits den zulässigen Qrenzdruck p., da der rückwärtige Hubraum durch die Stellung des beweglichen Kolbens gemäß Flg. 4 verkleinert ist. Bei Erreichung des einstellbaren Grenzdruckes P₁, der durch den Druck im Luftbehälter 1} und im Hubraum 12 bestimmt ist, bewegt sich der Bodenkolben 11 mit gleicher Geschwindigkeit wie der Vorholkolben nach rückwärts, da infolge des großen Luftbehälters IJ praktisch keine Kompression im Hubraum 12 des beweglichen 3odenkolbens 11 stattfindet. Dieser Abschnitt

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wird durch den Kurventell B C dargestellt, der hler einen geringfügigen Druckanstieg Im rückwärtigen Hubraum Io des Vorholzylinders 9 zeigt, da der Luftbehälter IJ) nicht unendlich groß sein kann«

Die vordere Stellung des beweglichen Bodenkolbens 11 1st für alle Walzprogramme im allgemeinen gleioh. Falle es jedoch notwendig ist, die Verdichtungskurve A B etwas steiler oder flacher zu wählen, kann die vordere Stellung des beweglichen Kolbens 11 verändert werden· Der bewegliche Kolben besitzt zu diesem Zweok eine Hubbegrenzungsstange 14, die durch die zentrale Bohrung eines VorholzylinderabschlußdeoMe 15 hindurohgeführt ist und außen eine verstellbare Mutter 16 trägt, duroh deren Drehung die vordere Stellung des beweglichen Bodenkolbens 11 verändert werden kann·

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß hohe Walzendrehzahlen durch Ale erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht werden können, ohne daß der am Ende des Arbeitshubs entstehende Druok der Vorholluft gefährlich für das Rutschen des Rohres Im dritten Kaliberteil der Pilgerwalzen oder für das Zerreißen des Rohres beim Auewalzen dünnwandiger Rohre wird· Die Drehzahl eines Walzenkalibers von 25o mm Durohmesser kann beispieleweise von etwa 68 U/min auf etwa 112, d.h. also um etwa 65$ erhöht werden. Hierdurch werden nicht nur eine höhere Walzleistung, sondern auch eine wesentlich bessere Qualität der pilgergewalzten Rohre bei höherer Endwalζtemperatur und größerer Rohrlänge erreicht. Dieses wirkt sich darüber hinaus auch günstig auf die Werkzeugkasten und den Materialverbrauch aus.

Der Vergleich beider Verdichtungskurven gemäß Fig. 3 und 6 zeigt zudem, daß beim Vorholhub, wenn die Ver-

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dlchtungskurve in umgekehrter Richtung durchlaufen wird, mit der erfindungagemäßen Vorrichtung wesentlich weniger Bremsarbeit zu leisten ist, als mit der bekannten Vorholvorriohtung.

Patentansprüche :

ÜUSf10/83T t

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Vorholvorrichtung zur Herstellung von nahtlosen Rohren auf einem Pilgerschrittwalzwerk, die im wesentlichen aus„Vorholzylinder« Vorholkolben mit Dornstange und einer Einrichtung zur Abbremsung der Vorholbewegung, insbesondere einer Flüssigkeitsbremse mit Bremstrichter sowie einer Einrichtung zur Drehung der Dornstange besteht, und. bei welcher der rückwärtige, ein Gas, insbesondere Luft, enthaltende Hubraum des Vorholzylinders mit unterschiedlichem Rauminhalt eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im rückwärtigen Hubraum (Io) des Vorholzylinders (9) bis zu einem einstellbaren Grenzdruck komprimiert und dieser durch Verschiebung eines beweglichen Bodenkolbens (11) nach rückwärts nahezu konstant gehalten wird.

2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsbewegung des Vorholkolbens (8) vorzugsweise beim Anpilgern, durch Einleitung eines Druckgases auf die Vorderseite des Vorholkolbens

(8) unterstUtzt wird.

3. Vorholvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im rückwärtigen Hubraum (lo) des VorholZylinders ein beweglicher Bodenkolben (11) angeordnet ist, dessen Hubraum (12) mit einem Gasbehälter (13) von _i wesentlich größerem Rauminhalt, vorzugsweise einem Luftbehälter, verbunden ist, wobei der Druck im

Hubraum (12) und im Gasbehälter (13) dem elnstell-

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baren Qrenzdruck im Hubraum (lo) des VorholZylinders (9) entspricht.

Vorholvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Hubraum (I7) des Vorholzylinders (9) ein Einlaßventil (l8) und ein Auslaßventil (19) für das Ein- bzw. Auslassen von Druckgas aufweist.

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