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B e s c h r e i b u n g betreffend "Selbsttätige Dornwechselvorrichtung
für Schrägwalzwerk" Priorität: 18. Mai 1968 - ITALIEN Die Erfindung betrifft Schrägwalzwerke
zum Lochen von Rohblöcken zur Herstellung nahtloser Rohre.
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Die Arbeitsweise solcher Walzwerke ist seit längerer Zeit fast völlig
automatisch. Die Vorteile der Automatisierung waren jedoch anfänglich durch den
Umstand beschränkt, daß das Entfernen des Dorns oder Kopfes und das Auswechseln
desselben durch einen gekühlten Dorn während jedes Arbeitszyklus von Hand durchgeführt
wurde. Hierdurch wurde die Fertigungsziffer der Walzwerke verringert.
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Zer Vermeidung dieser Nachteile wurden Vorrichtungen vorgeschlagen
durch welche der Dorn selbstätig ohne Mitwirkung des Walzwerkpersonals ausgewechselt
werden kann, wobei der Dorn gleichzeitig zur Widerverwendung nach einer ausreichenden
Kühlungsperiode in Umlauf gesetzt wird.
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Das USA-Patent 2.699.697 beschreibt ein Schrägwalzwerk dieser
Art,
bei welchem Dorngriffbacken, die durch zwei Druckmittelzylinder betätigt werden
können, einen vorher von der Dornstange gelösten Dorn erfassen und ihn durch entsprechende
Bewegungen in der Längsrichtung und in der Querrichtung der Achse des Walzwerks
zu einem Kühlungsstand überführen, der auf der einen Seite der erwähnten Achse angeordnet
ist. In diesem Kühlungsstand kühlen Wassersprühstrahlen gleichzeitig mehrere Dorne.
Der abgezogene heisse Dorn wird durch einen kühlen Dorn ersetzt, der von einem geneigten
Tisch auf der anderen Seite der Walzwerkachse entnommen wird. Bei der Betätigung
eines weiteren Druckmittelzylinders wird ein Anschlag, der den Dorn auf dem Tisch
hält, zurückgezogen, so daß der Dorn in einen Trog rollt, in welchem er nachfolgend
von der Dornstange erfaßt wird. Die Backen führen dann weitere Längs- und Querbewegungen
zum Erfassen eines gekühlten Dorns vom Kühlrungsstand aus und bringen ihn auf den
geneigten Tisch und erreichen schließlich eine Stellung, in welcher sie den nächsten
Rohrformengszyklus nicht beeinträchtigen.
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Die Backen und die sie betätigenden Druckmittezylinder werden von
einem Schlitten getragen, der durch einen weiteren Druckmittelzylinder längs eines
Auslegers bewegt wird, welcher nach jeder Seite durch eine Seilanordnung verschwenkt
werden kann, die durch einen weiteren Druckmittelzylinder betätigt werden kann,
wobei der Ausleger um die Achse einer vertikalen Säule schwingt, die neben der Bahn
der Dornstange und des zu formenden Rohres angeordnet ist.
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Dieser Aufbau ist so kompliziert, daß es zweifelhaft erscheint, ob
er für einen wirklich selbstätigen Betrieb ohne Mitwirkung von Bedienungspersonen
geeignet ist.
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Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß wegen der Art der durch die
Dorngriffbacken während jedes Arbeitszyklus auszuführunrenden Bewegungen die Anordnung
zur Verwendung in modernen Schrägwelzwerken ungesignet ist, in welchen die zur Durchführung
aller vorangehend beschriebenen Maßnahmen zur Verfügung stehende Zeit 5 Sekunden
nicht überschreitet.
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Das deutsche Patent 951.001 beschreibt eine hochmechanisierte Vorrichtun
zum selbsttätigen Dernwechsel, die zur Verwendung in Schrägwalzwerken geignet ist,
bei welcher der erhitzte Dorn, bevor er von der Dornstange gelöst wird, auf einer
Platte angeordnet wird, die zu dem spitzbogenförmigen Profil des Dorns passend ausgebildet
ist. Die Platte ist auf einem Träger angeordnet, der um eine Achse drehbar ist,
welche sich quer zum Weg des zu formenden Rohres erstreckt.
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Die Platte ist mit einem Anschlagflansch ausgebildet, durch welche
der Dorn gehalten wird, wenn die Dornstange rückwärts bewegt wird. Neben der Platte
ist ein Kühlungsstand angeordnet, der eine Scheibe aufweist, deren unterer Teil
in ein Bad taucht und die Haken für den Transport der Dorne durch das Bad trägt.
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Die Dorne werden von Hand von der Platte zu den Haken gebracht und
umgekehrt, für welchen Zweck geneigte Führungen dienen, die drehbar sind, um die
notwendige Bewegung der Dorne zur Kühlungsvorrichtung sowie ihre Rückführung in
den Walzwerkzyklus zu ermöglichen.
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Bei dieser bekannten Anordnung kann überhaupt nicht auf Bedienungspersonen
verzichtet werden und ausserdem ist sie insofern unzweckmässig, als es schwierig
ist, den Dorn wieder in eine Stellung zu bringen, die für den erneuten Eingriff
mit der Dornstange geeignet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Verwendung
in Schrägwalzwerken zum Wechslen und Kühlen der Dorne, bei welcher die vorerwähnten
Nachteile bekannter Vorrichtungen vermieden sind und eine voll selbsttätige Arbeitsweise
möglich ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist im ihrem Aufbau einfach und hälzt
einen Dorn zwangsläufig in der richtigen Stellung, während er erneut mit der Dornstange
in Eingriff gebracht wird.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt im wesentlichen eine Einrichtung
zum Lösen eines heissen Dorns von der Dornstange, eine Kühleinrichtung für die Dorne,
eine Einrichtung zur Förderung des heissen Dorns zur Kühleinrichtung und Rückführung
eines gekühlten Dorns zum Walzwerk, und eine weitere Einrichtung zur zwangsläufigen
Halterung des Dorns bei der Wiederherstellung
des Eingriffs mit
der Dornstange.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den beliebigen Zeichnungen und zwar
zeigen: Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt des vorderen Endes eines mit einer Dornstange
zusammengebauten Dorns gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 - 13;
Fig. 2 bis 7 schematische Darstellungen in Seitenansicht, welche das Verhältnis
eines Dorns und einer Dornstange in verschiedenen Stufen des Arbeitszyklus eines
Schrägwalzwerks zeigt, das mit einer erfindungsgemässen Dornwechselvorrichtung ausgerüstet
ist; Fig. 8 bis 11 schematische Darstellungen in Vorderansicht der Dornwechselvorrichtung
in verschiedenen Stufen des Arbeitszyklus, welche Stufen denjenigen der Fig. 2 -
7 entsprechen; Fig.12 eine Ansicht der Vorrichtung im Querschnitt; Fig.13 eine Ansicht
der Vorrichtung im Querschnitt; Fig.14 eine schematische Seitenansicht einer anderen
Ausführungsform
der Einrichtung zum Lösen eines Dorns von einer
Dornstange und Fig. 15 eine Teilansicht der in Fig. 14 dargestellten Einrichtung
in einer Stellung, in welcher der Dorn gelöst ist.
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In den Zeichnungen und in der folgenden Beschreibung sind gleiche
Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Fig. 1 zeigt einen Dorn 1 auf das Ende einer zylindrischen Dornstange
4 aufgesetzt, die in den Hohlraum des Dornes eingeführt werden kann, das in Walzwerk
dadurch hergestellt wird, daß ein Block über den Dorn 1 gezogen und dieser dabei
gelocht wird.
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Erfindungsgemäß ist der Dorn 1 mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung
2 geformt, die einen passenden Zapfen 3 an der Dornstange 4 aufnehmen kann. In einer
Ringnut des Zapfens 3 sitzt ein geschlitzter elatischer Ring 5, äde4r ausserdem
in einer ähnlichen Nut in der konischen Ausnehmung 2 im Dorn sitzt.
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Die Verbindung von Dorn und Dornstange miteinander bzw. das Lösen
derseiben voneinander geschieht unter Überwindung der elastischen Gegenwirkung des
Ringes 5.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt das Walzwerk ein Walzgerüst 7
mit
gekreuzten Arbeitswalzen (die in ihren Umrissen dargestellt sind und zwar die hintere
mit einer gestrichelten Linie) zu welchen der zu lochende Metallblock 6 gepreßt
wird. Der von der Dornstange 4 getragene Dorn 1 ist zwischen den Arbeitswalzen angeordnet,
von denen zwei oder drei vorgesehen werden können, und die Dornstange 4 ist sicher
an einem beweglichen Schlitten 9 befestigt, der durch einen Druckmittelzylinder
10 betätigt werden kann.
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Eine Vorrichtung 12 zum selbsttätigen Wechseln der Dorne ist auf der
anderen Seite des Walzgerüstes 7 angeordnet.
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Fig. 2 zeigt den Beginn des Walzvorgangs. Nach Beendigung der Walzarbeit
gleitet, wie in Fig. 3 gezeig@, das aus dem Block 6 entstandene Rohr 6a über die
Dornstange 4 unter der Wirkung von Rollen 8 und 11.
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Sodann bewegt sich , wie in Fig. 4 gezeigt, das Rohr weiter über die
Dornstange 4, wobei sich die letztere mit einer geringeren Geschwindigkeit als diejenige
zurückzieht, mir welcher der Dornvorschub stattfindet, daß ein Spiel zwischen dem
Dorn 1 und den Ende des gelochten Rohr @ bleibt. Während sich das Spiel bildet,
wird ein der selbsttätigen Dornwechselvorrichtung zugeordneter Anschlag 20 auf die
Höhe der Dornstange 4 angehoben.
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Wie in Fig. 5 gezeigt wird, wenn sich die Dornstange 4 weiter zurückzieht,
der Dorn 1 von dem Anschlag 20 erfaßt und von der Dornstange entgegen der elastischen
Wirkung des Ringes 5 gelöst.
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Sodann wird das gelochte Werkstück 6a, nachdem es die in Fig. 6 gezeigte
Stellung erreicht hat, aus der Bahn der Dornstange 4 entfernt, die wieder zum Walzgerüst
7 bewegt wird. In Fig. 7 ist ein frischer Dorn 1' in der Vorrichtung 12 angeordnet
gezeigt und bewegt sich der konische Zapfen 3 an der Dornstange 4 für den Eingriff
mit dem Dorn vorwäts. Zu diesem Zweck wird der Dorn 1' axial mit der Dornstange
durch eine nachstehend näher beschriebene Einrichtung in Ausfluchtung gebracht,
welche die Elemente 14 und 17 aufweist, die in Fig. 7 schematisch dargestellt sind,
so daß der Dorn und die Dornstange ineinander einrasten können.
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Wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, weist die Vorrichtung zum Wechselb
und zum erneuten Zuführen der Dorne einen Rahmen 13 auf, an welchem um waagrechte
Zapfen 15, 18 zwei Schwinghebel 14, 17 angelenkt sind, die durch Druckmittelzylinder
16, 19 betätigbar sind, die unterhalb bzw. oberhalb der Bahn des Dorns angeordnet
sind.
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Wenn die Hebel 14, 17 nach Art von Backen geschlossen werden, halten
sie den Dorn in seiner richtigen Stellung glichachsig
zur Dornstange
erfaßt.
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Hinter den einen Hebel 14 ist ein Anschlag in der Gestalt eines keilförmigen
Körpers 20 angeordnet, der durch einen Druckmittelzylinder, welcher in Fig. 12 mit
gestrichelten Linien angedeutet ist, vertikal bewegt werden kann. Der Anschlag 20
hat die Aufgabe, mit dem Hebel 14 und mit der Dornstange 4 beim Lösen eines heissen
Dorns von der Dornstange 4 zusammenzuwirken.
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Ausser den Schwinghebeln 14 und 17 besitzt die Vorrichtung zwei entgegengesetzt
geneigte stationäre Führungen 21, 22, deren Aufgabe nachfolgend erleichtert wird.
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Neben den vorangehend beschriebenen Elementen ist eine Dornkühleinrichtung
angeordnet, die ein geschlossenes Gehäuse 23 aufweist, welche mit einem Inspektionsfenster
26 an seiner Oberseite versehen ist und in welchem eine Rollenkette 24 angeordnet
ist, die über zwei Kettenräder 24' läuft. Die Kette ist mit seitlichen Ansätzen
25 versehen, durch die eine Anzahl Dorne 19 längs der Wände des Gehäuse gelagert
ist. Gesehen in Fig.12, läuft die Kette 24 im Gegenzeigersinn um.
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Das Gehäuse 23 ist mit zwei seitlichen Öffnungen 27, 28 an den geneigten
Führungen 21, 22 ausgebildet. Die Führung 22 erstreckt sich in das Gehäuse und gibt
daher die sich abwärts bewegenden Dorne, die von der Kette getragen werden, frei,
wenn sich die
Ansätze 25 an der Öffnung 28 vorbeibewegen. Der frische
Dorn rollt dann die Führung 22 nach unten und erreicht die Stellung, in der er sich
in Bereitschaft für den Eingriff mit der Dornstange 4 befindet.
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Die Kette 24 wird stufenweise synchron mit entsprechenden Stufen des
Gesamtarbeitszyklus bewegt.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist mit näheren
Einzelheiten in Fig. 8 - 11 dargestellt. Fig. 8 zeigt ein Stufe des Arbeitszyklus,
die der in Fig. 5 gezeigten entspricht, in welcher ein Dorn 1, der gerade das Lochen
eines Blockes beendet hat, durch den Anschlag 20 und den Hebel 14, der sich in seiner
angehobenen Stellung befindet, gehalten wird.
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Durch das Zurückziehen der Dornstange 4 wird der Dorn freigegeben,
der beim Absenken des Hebels 14 längs des geneigten Führung 21 rollt und den Behälter
23 erreicht, durch dessen Öffnung 27 hindurchtritt und auf einem der seitlichen
Ansätze 25 der Kette aufgelagert wird.
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Diese Situation ist in Fig. 9 dargestellt.
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Das gelochte Werkstück 6a (siehe Fig. 6) wird aus dem Walzwerk entnommen
und ein frischer Dorn in Stellung gebracht. Wie
Wie in Fig. 10
gezeigt, wird durch die stufenweise Bewegung der Kette der frische Dorn 1' von der
Kette in dieser Stufe infolge der Wirkung der oberen stationären Führung 32 freigegeben.
Der freigegebene Dorn rollt in seine Stellung in Auflage auf dem wiegenförmigen
Ende des Hebels 14, der inzwischen in seine angehobene Stellung zurückgebracht worden
ist.
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Der obere Hebel 17 wird abgesenkt und, wie in Fig. 11 gezeigt, nein
freies Ende wirkt mit dem Hebel 14 zusammen, um den frischen Dorn 1' gegen eine
Verlagerung festzuhalten, damit der Dorn auf der Dornstange 4, der ein Vorschub
in Richtung zum Dorn mitgeteilt wird, wie in Fig. 7 gezeigt, zum Einrasten gebracht
werden kann.
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Nachdem der Eingriff zwischen dem Dorn und der Dornstange hergestellt
worden ist, werden die beiden Schwinghebel 14, 17 auseinandergezogen. Der Dorn,
der nun sicher auf der Dornstange sitzt, bewegt sich mit der Dornstange in Richtung
zum Walzgerüst.
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Bei jedem neuen Zyklus wird des Dorn, der Seine Lochungsarbeit ausgeführt
hat, von der Dornstange freigegeben und durch einen gekühlten Dorn ersetzt. Die
heissen Dorne bewegen sich längs der Bahn, die von der Kette im Behälter 23 eingenommen
wird, und werden nach einer bestimmten Anzahl von Arbeitszyklen, während welchen
sie sich in der getrünschten Weise abgekühlt haben,
wiederverwendet.
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Durch mit dargestellte Mittel, die jedoch für den Fachmann naheliegend
sind, kann die Betätigung der verschiedenen vorangehend beschriebenen Elemente in
einer selbsttätigen Steuereinrichtung synchronisiert werden, die keine Handbedienung
und nur ein Mindestmaß an Überwachung erfordert.
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Die vorangehend beschriebene Vorrichtung läßt sich vereinfachen, wenn
eine Dornstange anderer Art, wie beispielesweise in Fig.14 und 15 gezeigt, verwendet
wird.
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Die Dornstange 4a nach diesen Figuren ist mit einer axialen Bohrung
geformt, die sich über ihre Länge erstreckt und zur gleitbaren Aufnahme einer Stange
29 dient, deren Ende einen sich verjüngenden Zapfen 3a trägt, welcher mit einer
entsprechenden Ausnehmung im Dorn 1a in Eingriff gebracht werden kann, wie vorangehend
beschrieben.
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Austatt mit der Dornstange 4a fest verbunden zu sein, ist der Zapfen
3a auf der Stange 29 mit bezug auf die Dornstange zurückziehbar, so daß beim Zurückzeihen
der Stange 29 der Dorn selbsttätig durch die Anlage am vorderen ende der Dornstange
gelöst werden kann.
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Die Stange 29 ist durch einen Schwinghebel 31 und zwei Glieder
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32 mit einem Winkelhebel 33 verbunden, der eine Rolle 34 für das Zusammenwirken
mit einer Kurve 33 trägt, die längs einer Führung für den Dornstangenschlitten 9
angeordnet ist.
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Durch das Zurückziehen der Dornstange wird die Rolle 34 in Anlage
an der Kurve bewegt, wodurch die Stange 29 zurückgezogen wird, was die selbsttätige
Freigabe des Dorns, wie in Fig. 5 gezeigt, zur Felge hat.
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Wie in Fig. 14 und 15 dargestellt, ist es möglich, auf einen gesonderten
Anschlag von der bei 20 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 13 dargestellten
Art zu verzichten.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen und baulichen Einzeilheiten beschränkt, sondern kann verschiedene
Abänderungen erfahren.
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Patentansprüche: