DE1815521A1

DE1815521A1 - Pilgerschrittwalzwerk mit dynamischer Auswuchtung der bewegten Massen

Info

Publication number: DE1815521A1
Application number: DE19681815521
Authority: DE
Inventors: Pierre Peytarin
Original assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1969-07-10
Also published as: AT296924B; DE1815521B2; FR1555869A; GB1212740A; US3584489A; JPS5220947B1; SE357894B

Description

Die Erfindung betrifft ein Pilgerschrittwalzwerk, bei welchem die beilegten Hassen dynamisch ausgewuchtet werden.

Bekanntlich wird in einem Pilgerschrittwalzwerk der Rohling während seiner Bearbeitung periodisch zwischen zwei Walzen eingespannt» welche mit Kalibern von abnehmendem Querschnitt versehen sind, die eine Verringerung des Querschnitts des Rohlings bewirken, wenn die l.'alzen eine Rollbewegung auf den Rohling ausführen. Den Ualzen wird eine hin- und hergehende Drehbewegung in der T.'eise mitgeteilt, daß bei jeder Bewegung ein Teil des Rohlings gewalzt wird, der jedesmal um einen geringen Detrag mit.bezug auf die V/alzen verlagert wird.

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Bei einem Rohrwalzwerk, auf das sich die Erfindung insbesondere jedoch nicht ausschließlich bezieht, geschieht das 1/alζcn der Rohrluppe in der Weise, daß in deren Innerem ein Dorn von im wesentlichen konischer Form anneordnet wird, auf dem die Wand der Luppe den Walzdruck ausgesetzt v/ird.

liei den bekannten Pilgerschrittwalzwerken ist es üblich, den Rohrling bei einer Wälzbewegung in einer festen Stellung zu halten und dem Gerüst, welches die Ualzen trägt, eine hin- und hergehende Bewegung mit bezug auf den Rohling mitzuteilen, wobei die V.'alzen auf dem Rohling rollen, so daß dieser einer V.'alzarbeit unterzogen wird. Hieraus ergibt sich, daß den Walzen, den sie tragenden Gerüsten und allen zugehörigen Organen, die für den Antrieb der T/a Iz cn erforderlich sind, eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Rhythmus mitgeteilt v/erden muß, der umso schneller ist, je höher die Produktion des Walzwerkes sein soll.

Der Umstand, daß einer beträchtlichen Masse eine hin- und hergehende Üewegun« nit einer Frequenz mitgeteilt werden soll, die beispielsweise 150 bis 200 Schwingungen in der ilinute betragen kann, führt zu beträchtlichen mechanischen Problemen. Es gibt beispielsweise häufig Pilgerschrittwalzwerk^, deren bewegte Teile mehrere Tonnen wiegen, ja sogar mehrere 10 Tonnen.

Bei den herkömmlich verwendeten T.'alzwcrkon dieser Art wird eine annähernde Auswuchtung dadurch erreicht, daß das schwingende Gerüst durch eine oder mehrere Stangen mit einer Antriebskurbelwelle, die siit einem Gegengewicht versehen ist, verbunden wird. Solche Auswuchtvorrichtungen sind ungenügend, da mit ihnen bei horizontalen Kräften keine wirksame Auswuchtung erzielt werden kann« Walzwerke dieser Art können daher nioht mit einen hohen Beweguugsrhythnus betrieben werden.

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Ferner wurde vorgcschlanen, solche Auswuchtungen dadurch zu verbessern, daß an der das schwingende flcTÜst antreibenden Kurbelwelle oine nassere Masse mittels einer Stande aufgehängt vird. Diese zusätzliche Masse hat den Vorteil, daß in einem bestimmten Ma3e die ICrflfte ausgewuchtet v:erdon, die in der vertikalen Richtung entstehen, so daß bei Walzwerken der letztgenannten Art der Fcrtigungsrhythmus erhöht werden kann, jedoch bestehen wesentliche Kachteile insofern, als zusätzliche Gegengewichte verwendet werden müsson (wodurch das Gewicht und damit der Gcstehungspreis der Maschine erhöht werden) und ferner infolge des Umstandes, daß die Ausbuchtung der bewegten Hassen nicht in vollkommener Weise goschichte

Aufgabe der Erfindung ist, in einfacher I/eise bei einem Pilgerschrittwalzwerk eine statische und dynamische Auswuchtung der Gesamtheit der bewegten Teile zu erzielen«

Gegenstand der Erfindung ist ein Pilgerschrittwalzwerk, bei welchem dem Walzgerüst eine hin- und hergehende Bewegung mitgeteilt wird und welches sich von dem Bekannten dadurch unterscheidet, daß das Gerüst mit einer betieglichen Anordnung verbunden ist, welche durch zwei exzer.trische und vorzugsweise identische Massen gebildet v;ird, die sich in ungekehrter Richtung synchron nit den Hin- und licrbevegunf.on dos Certistes drehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfora der Erfindung werden die exzentrischen Hassen, welche die Auswuchtung gewährleisten, zur Drehung durch mindestens einen Hydromotor angetrieben, dessen Hotor mit ihnen unmittelbar gekuppelt ist.

ßei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die genannte bewegliche Anordnung durch zwei identische Kurbelwellen gebildet, die je mit exzentrischen Jlassen vorsehen sind, die in ein und demselben Gestell gelagert sind und deren Drehbewegungen

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durch Zahnräder von gleichem Durchmesser synchronisiert sind, welche an mindestens einem der Enden der Kuz'belwellen angeordnet sind, die je durch eine Stange mit dem Walzgerüst verbunden sind·.

Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Kurbelwellen der beweglichen Anordnung dazu zu ve n/enden, dem Gerüst seine wechselweise Hin- und Herbewegung mitzuteilen.

Erfindungsgemäß werden die exzentrischen Hassen der beweglichen Anordnung so gewählt, daß die durch das Walzgerüst erzeugten horizontalen TrägheitskrUfte ausgeglichen werden.

Entsprechend dem Hcrkrnal, gemftßwelchem die exzentrischen Hassen der beiden Teile der beweglichen Anordnung sich im entgegengesetzten Sinn drehen, heben sich die vertikalen Komponenten der Trägheitskräfte dieser Hassen selbsttätig auf, so daß eine vollkommene Auswuchtung der Gesamtheit der bewegten Teile des Walzwerks erzielt werden kann.

Die vorangehend beschriebenen Achsen der Kurbelwelle können je nach der Gesamtanordnung, die dem Walzwerk gegeben \/erden soll, horizontal oder vertikal sein.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend beispielsweise und in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher boschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematischo Ansicht im Schnitt eines Walzensatzes des Pilgerschrittwalzurerkes für Rohre;

Fig. 2 eine Seitenansicht in schematischer Darstellung des in Fig. 1 dargestellten V.'alzensatzes, i/obei das Rohr und dessen Dorn in der Ebene der Walzenachsen geschnitten

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gezeigt ist;

Fig» 3 eine schematische Ansicht in schaubildliche Darstellung

einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen V.'alzwerkes;

Fig, 4 eine schematische Ansicht in schaubildlicher Darstellung

einer AbäiKtarungsform der in Figo 3 gezeigten Auswich tungs* Vorrichtung.

V/io in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Walzen 1 und 2 des Walzwerkes mit symmetrischen Kalibern 3 und 4 versehen, deren Querschnitt sich längs des Walzenumfanges verändert, um die Rohrluppe 5, welche in herkömmlicher !''eise auf einem Mitteldorn 6 angeordnet ist, zu walzen.

Die 'ualzen 1 und 2 sind in an sich bekannter V/eise gelagert, damit ihre Achsen eine hin- und hergehende Bewegung zwischen den Punkten A und B erfahren könnoB, wobei die Walzen, welche ura ihre Achsen zur Drehung angetrieben werden„auf der Rohrluppe 5 rollen, um Walzarbeit an dieser auszuführen. Zwischen jeder Hin- und Herbewegung, d.ho zwischen dem Augenblick, in welchem die Achsen der Walzen bei A eintreffen, und dem Augenblick, an welchen sie sich von diesem zurückbewegen,wird der Luppe 5 eine Bewegung in der Richtung des Pfeils F mitgeteilt, so daß die Walzarbeit an einem neuen Teil der Luppe ausgeführt wird.

In Fig. 1 sind mit Pfeilen f die Richtung dar Längsbewegung und der Drehsinn der Walzen bei der Wälzbewegung dargestellt.

In Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Kaliber 3 und 4 das Auswalzen der Luppe 5 gewährleisten, indem sie diese gegen den Dorn 6 pressen» Um einen vollkommen kreisförmigen Querschnitt zu erzielen,

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werden der Luppe periodische Drehbewegungen um ihre Längsachse mitgeteilt.

Fig· 3 zeigt in scliematischer Darstellung ein erfindungsgemässes Walzwerk. Die Walzen 1 und 2 sind in einem Gerüst 7 gelagert, das in an sich bekannter !'eise Führungsorgane aufweist, die es ihm ermöglichen, seine wechselweise Hin- und Herbewegung in der Richtung des Doppelpfeils F« auszuführen. Das Gerüst 7 weist ferner in an sich bekannter T'eise Vorrichtungen auf, durch welche der Drehantrieb der I/alzen 1 und 2 sowie die Synchronisation der Drehung der Walzen mit den Hin- und Hcrbewegungen des Gerüstes sichergestellt werden können.

Aus Gründen der einfacheren und übersichtlicheren Darstellung sind in der Zeichnung die Führungs-, Steuerung;;- und Synchronisierorgane nicht dargestellt,

In Fig. 3 sind in schottischer Darstellung zwei Dornstangenblöcke 8 und 9 gezeigt, durch welche während der Ualzarbeit die Dornstange 6a festgehalten werden kann, welche an ihrem Ende den konischen Dorn 6 trägt, wobei jedoch die Rohrluppen 5 auf die Dornstange aufgeschoben werden können.

Ferner sind Rohrblücke 10 und 11 dargestellt, denen hin- und hergehende Bewegungen mitgeteilt werden können, wie durch die Pfeile dargestellt, und welche die axialen Bewegungen der Rohrluppe S gewährleisten. Die Rohrblöckc 1Ω und 11 sind ebenfalls in an sich bekannter V/eise mit Organen versehen, durch welche der Rohrluppe 5 aufeinanderfolgende Drehbewegungen, wie vorangehend beschrieben, mitgeteilt werden tonnen.

Fig. 3 zeigt ausserdom die bewegliche Anordnung mit einer oberen Kurbelwelle 12 und einer unteren Kurbelwelle 13. Die Achsen 14 und 15 dieser beiden Kurbelwellen sind durch Zahnräder 16 und 17

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welche an den Enden der Achsen 14 und IS angeordnet sind, drehfest miteinander verbunden.

Der Kurbelzapfen 18 der Kurbelwelle 12 ist durch eine Stange 19 mit einer Achse 20 verbunden, die sich am oberen Teil des Gerüstes 7 befindet, wlihrend der Kurbelzapfen 21 der unteren Kurbelwelle 13durch eine Stange 22 mit einer Achse 23 verbunden ist, die sich am unteren Teil des Gerüstes 7 befindet.

Die bewegliche Anordnung ist derart ausgebildet, daß die Kurbelzapfen 18 und 21 der Kurbelwellen 12 und 13 immer symmetrisch zur Mittelebene der beiden Achsen 14 und 15 der Kurbelwellen angeordnet sind·

Erfindungsgemäß sind Gegengewichte 24 auf den Kurbelwellen 12 und 13 entgegengesetzt zu den Kurbelzapfen Iß und 21 befestigt·

Die Massen dieser Gegengewichte 24 kernen (auch unter Berücksichtigung der !lassen der anderen Teile der Kurbelwellen 12 und 13) so gewählt werden, daß bei der Drehbewegung der Kurbelwellen die Kräfte, welche durch Beschleunigungen verursacht werden, denen diese Massen ausgesetzt werden, praktisch durch diejenigen Kräfte ausgeglichen, denen das Gerüst 7 und die von diesem getragenen Teile ausgesetzt worden.

Wie ersichtlich, sind die Bewegungen der Kurbelwellen 12 und 13 und der Stangen 19 und 20 ständig symmetrisch mit bezug auf die I'ittelebene der Achsen 14 und 15 der Kurbelwellen, so daß die Gesamtheit der beweglichen Anordnung zu keinem Zeitpunkt Kräfte ausübt, die eine Resultierende senkrecht zu der erwähnten Mittelebene haben (wenn es sich nicht um durch die Schwerkraft verursachte Kräfte handelt. Natürlich können jedoch die Achsen 14 und 15 auf ihre Lager Kräfte ausüben, welche das Bestreben

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haben, sie periodisch voneinander zu entfernen und sie einander anzunähern, jedoch werden diese Kräfte lediglich dem Gestell mit· geteilt, welches die Achsen 14 und 15 der Kurbelwellen miteinander verbindet.

Da ferner das Gerüst 7 keiner Beschleunigung mit vertikaler Komponente ausgesetzt wird, ist es, wie ersichtlich, erfindungsgemäß möglich, eine statische und dynamische Auswuchtung der beweglichen Teile des Walzwerkes zu erzielen«

In der Tat kann durch eine geeignete Wahl der Grosso der Gegengewichte 24 erreicht werden, daß die Beschleunigungskraft© der verschiedenen Teile sich praktisch infolge des Umstandes aufheben, daß die bewegliche Auswuchtanordnung ebenfalls nur horizontale Kräfte ausübt.

Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform werden ferner die Stangen 19 und 22 dazu verwendet, dem Cerüst 7 eine schwingende Bewegung mittels eines nicht dargestellten Motors mitzuteilen, der die 17cHe 25 antreibt, auf der Ritzel 26 befestigt sind, welche mit den Zahnrädern 17 in Eingriff stehen.

Fig. 4 zeigt eine Abänderung von Fig. 3, bei welcher die Achsen 14 und 15 der Kurbelwellen vertikal statt horizontal sind.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausfuhrungsform kann in bestimmten Fällen insofern vorteilhaft sein, als das das Walzwerk verlassende roiirförmige Walzgut leichter zugänglich ist, wobei das Volumen, in welchem sich die Stangen 19 und 22 bewegen, abgedeckt werden kann, um zu vermeiden, daß die letzteren eine Gefahr für das das Walzwerk Überwachende Bedienungspersonal darstellt.

Bei in der Zeichnung nicht dargestellten Varianten erfolgt der

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Antrieb der exzentrischen Massen mittels eines Hydromotors, dessen P.otor direkt mit.den Achsen der Kurbelwellen verbunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Hydromotoren von gleichen liigenschaften ν erwendet, von denen der eine mit der Achse 14 der Kurbelwelle 12 und der andere mit der Achse 15 der Kurbelwelle 13 gekuppelt ist und zwar sowohl bei der Ausftthrungs«* form nach Fig. 3 als auch bei der Aus führung form nach Fig. 4»

Bei einer Variante dieser bevorzugten Ausführungsform werden vier Hydromotoren von gleichen Eigenschaften verwendet, die je an den Enden der Wellen 14 und 15 angeordnet sind»

Der Umstand, daß erfinduKgsgemäß Hydromotoren von geringer Drehzahl verwendet werden, ermöglicht wegen des hohen Leistungsgewichts dieser Motoren eine wesentliche Herabsetzung des Trägheitsmoments der zur Drehung mit den Kurbelwellen 14 und 15 gekuppelten »lasseno

Auf diese Ueise werden weitgehend die mechanischen Nachteile beseitigt, die darin bestehen, Massen, die mit einer gleichmässigen Drehung angetrieben werden, starr mit anderen Massen zu kuppeln, welche während ihrer Drehung periodische Beschleunigungen erfahren.

Die gemäß der Erfindung verwendete Auswuchtvorrichtung ermöglicht den Bau von Pilgerschrittwalzwerken, die ohne Schwierigkeit mit einem erhöhten Rhythmus von beispielsweise mehr als 200 Hüben je Hinute betrieben werden können.

Ausserdem ermöglicht die beschriebene Auswuchtvorrichtung beträchtliehe Walzhübß, wodurch eine Zeitperiode erhalten wird, die ausreicht, die Bewegungen des Rohlings zwischen den I.'alzstichen bei erhöhter Fertigungsziffer sicherzustellen»

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahrenο

In besonderen können natürlich die beiden Teile der beweglichen Anordnung, die sich in entgegengesetztem Sinn drehen, anders angeordnet worden. Beispielswefc ist es möglich, auf ein und derselben Achse zwei sich entgegengesetzt drehende Gegengewichte anzuordnen· Ferner ist es auch möglich, den Antrieb des Gerüstes 7 so zu erstellen, daß er nicht über die Auswuchtungsvorrichtung geht.

Natürlich kann die beschriebene Auswuchtungsvorrichtung auch auf Pilgerschrittwalzwerke angewendet werden, die keine rohrförmigen Erzeugnisse herstellen· Aus3erdem kann sie auch auf andere Maschinen angewendet worden, bei welchen ähnliche Auswuchtungsprobleme bestehen·

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Pilgerschrittwalzwerk, bei welchen dem Walzgerüst eine hin- und hergehende Bewegung mitgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst mit einer beweglichen Anordnung verbunden ist, die durch zwei exzentrische Massen gebildet wird, welche sich entgegengesetzt und synchron mit den Hin- und Ilerbewegungen des Gerüstes drehen.

2· Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch ^ektiiKzeichnet, daß die sich entgegengesetzt drehenden exzentrischen Massen identisch sind.

Walzwerk nach Anspruch 1 odr 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Anordnung durch zwei Kurbelwellen gebildet wird, die in ein und demselben Gestell gelagert sind und deren Kurbelzapfen durch Stangen mit dem Walzgerüst verbunden sind.

4. Wälzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kurbelwellen mit zwei Zahnrädern von gleichemDurchmesser verbunden sind, welche miteinander in Eingriff stehen und die Bewegungen der beiden Kurbelwellen miteinander verbinden.

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5. Walzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der hin- und hergehenden Bewegung des Gerüstes durch die Kurbelwellen geschieht«

6. Walzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Kurbelwellen waagrecht sind.

7. Walzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Kurbelwellen vertikal sind.

8. Walzwerk nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden exzentrischen Massen durch min· destens einen Hydromotor angetrieben v/erden»

9· Walzwerk nach den Ansprüchen 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kurbelwelle durch einen Hydromotor angetrieben wird, dessen Rotor unmittelbar mit dieser gekuppelt ist. -

10. Walzwerk nach den Ansprüchen 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kurbelwelle durch zwei Hydromotoren angetrieben wird, deren Rotoren unmittelbar mit jedem Ende der Kurbelwelle gekuppelt sind.

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