DE19527795A1 - Rohrkaltwalzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrkaltwalzwerk, bestehend aus einem Pilgerwalzwerk mit Walzen periodischer Kalibrierung und einem diesem nachgeordneten Kalibrierwalzwerk mit Walzen konstanter Kalibrierung sowie einem beiden Walzwerken gemeinsamen Dorn mit konischem Dornabschnitt im Pilgerwalzwerk und zylindrischem Dornabschnitt im Kalibrierwalzwerk.

Ein gattungsgemäßes Rohrkaltwalzwerk ist aus der deutschen Auslegeschrift 23 49 757 bekannt. Die dort beanspruchte Erfindung hat zum Ziel, die bei einem Rohrkaltwalzwerk mit einem einfach aufgebauten Antrieb beim Pilgerwalzen erzeugte Längsverschiebung des gewalzten Rohres im anschließenden Kalibrierwalzwerk nicht zu behindern. Dazu wird vorgeschlagen, sowohl das Pilgerwalzen als auch das Kalibrierwalzen nacheinander abwechselnd in Durchlaufrichtung des Rohres und im Gegentakt durchzuführen. Das Kalibrierwalzwerk mit im Walzgerüste in Keilstücken geführten Walzen-Anstellvorrichtungen wird über einen Zahnstangen-Zahnrad- Umkehrantrieb vom Pilgerwalzwerk her gegenläufig angetrieben.

Da das in Abhängigkeit vom Pilgerwalzwerk angetriebene Kalibrierwalzwerk eine zusätzlich zu bewegende Masse darstellt, die eine Absenkung der Drehzahlen erforderlich macht, kann mit dem bekannten Rohrkaltwalzwerk nur eine geringe Leistung erreicht werden.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leistung eines bekannten Kaltpilgerwalzwerkes durch ein die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisendes Kalibrierwalzwerk zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, daß als Kalibrierwalzwerk ein Planetenwalzgerüst mit in einer oder mehreren die Dornlängsachse schneidenden Ebenen umlaufenden Planetenwalzen und darauf angeordneten Rollensätzen vorgesehen ist, wobei die Rollen jedes Rollensatzes jeweils einen Umfangsabschnitt des Rohres umgreifend kalibriert sind.

Das Planetenwalzwerk hat den Vorteil, daß der sich öffnende Walzspalt die freie Drehung und den Vorschub des Pilgerrohres nicht behindert. Jeder Rollensatz einer Planetenwalze hat verfahrensbedingt nur eine geringe Verformungsarbeit zu verrichten, so daß bei hohen Drehzahlen der Planetenwalzen eine gute Oberflächenqualität des kalibrierten Rohres zu verzeichnen ist. Mit einem erfindungsgemäßen Planetenwalzwerk hinter einem konventionellen Pilgerwalzwerk ist eine hundertprozentige Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des gewalzten Rohres zu erreichen.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, daß die Kalibrierung in Umfangsrichtung aufeinanderfolgender Rollen eines Rollensatzes unterschiedliche Umschlingungswinkel aufweist und die Umschlingungswinkel im Eingriff befindlicher Rollen benachbarter Rollensätze sich zu 360 Grad ergänzen, so ist eine Überwalzung des vorhergehenden Walzspaltes durch die in Umlaufrichtung nachfolgenden Rollen mit anderen Umschlingungswinkeln möglich.

Vorzugsweise sind bei in vier um jeweils 90 Grad zueinander versetzten Ebenen umlaufenden Rollensätzen eine jeweils gerade Anzahl von Rollen pro Rollensatz vorgesehen und die Umschlingungswinkel in Umlaufrichtung aufeinanderfolgenden Rollen betragen abwechselnd vorzugsweise 60° und 120°. Zusammen mit den hohen möglichen Drehzahlen der Planetenwalzen und dem Überwalzen des Walzspaltes vorauslaufender Rollenpaare durch die vorgeschlagene Kalibrierung ergibt sich eine ausgezeichnete Oberflächenqualität der kalibrierten Rohre.

Vorzugsweise ist das Planetenwalzwerk ausgangsseitig des Pilgerwalzwerkes hinter dem Kurbeltrieb angeordnet. Eine zusätzliche Verbesserung durch Verteilung der Arbeitszonen des Planetenwalzwerkes über größere Dornlängen läßt sich dadurch erreichen, daß das Planetenwalzwerk in Walzrichtung verschiebbar angeordnet ist. Mit einem motorischen Antrieb des Planetenwalzwerkes lassen sich so die Arbeitszonen leicht verändern.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der dem Pilgerwalzwerk und dem Planetenwalzwerk gemeinsame Dorn zweigeteilt ausgeführt ist und der dem Planetenwalzwerk zugeordnete zylindrische Dornabschnitt auswechselbar ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, sowohl verschlissene Dornteile zu wechseln und als auch unterschiedliche Dornstangendurchmesser in dem Bereich des Planetenwalzwerkes einzusetzen.

Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des dem Planetenwalzwerk zugeordneten zylindrischen Dornabschnittes kleiner als der Luppeninnendurchmesser hinter dem Kaltpilgerwalzwerk.

Der dem Pilgerwalzwerk und dem Planetenwalzwerk gemeinsame Dorn ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung mit einer Innenbohrung zur Zufuhr von Schmiermittel zur Innenschmierung des zu kalibrierenden Rohres versehen. Auf diese Weise kann Schmiermittel zwischen Dorn und Rohrinnenwand eingebracht werden, durch das die Reibverhältnisse des sehr lang auszuführenden Dornes verbessert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehzahl der Rollensätze des Planetenwalzwerkes so eingestellt ist, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Rollensätze größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Pilgerwalzwerkes ist. Beim Walzvorschub des Pilgerwalzwerkes können auf diese Weise theoretische Überwalzungslängen durch das Planetenwalzwerk von 10 bis 15 mm entstehen, so daß auch dadurch eine gleichmäßige Rohroberfläche erreichbar ist.

Vorzugsweise erfolgt die Drehrichtung des Planetenwalzwerkes mitlaufend zur Vorschubrichtung des Kaltpilgerwalzwerkes, doch ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung auch denkbar, die Drehrichtung des Planetenwalzwerkes gegenläufig zur Vorschubbewegung der Luppe erfolgen zu lassen. Während bei der mitlaufenden Drehrichtung eine Unterstützung des Luppenvorschubes entsteht, besteht aber auch bei unzureichend abgestimmten Geschwindigkeiten die Gefahr des Einziehens der Luppe in den Spalt des Pilgerwalzwerkes durch zu großem Vorschub. Auch muß beim Auslaufen des Rohrendes aus dem Pilgerwalzwerk eine Bremsvorrichtung vorgesehen werden, um einen gleichmäßigen Vorschub im Planetenwalzwerk zu gewährleisten. Beim gegenläufigen Drehsinn des Planetenwalzwerkes besteht die Gefahr eines ungewollt zu großen Vorschubes nicht. Der Vorschub des auslaufendes Rohres erfolgt bei dieser Lösung weiterhin durch das nachfolgende gepilgerte Rohr.

Zusätzlich kann, wie bei Pilgerwalzwerken an sich bekannt, der konische Dornabschnitt des Pilgerwalzwerkes mit einer zylindrischen Verlängerung versehen sein, die in den Bereich des auslaufenden Spannfutters des Pilgerwalzwerkes hineinragt. Durch diesen Effekt können höhere Spannkräfte erreicht werden.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in einer erheblichen, mindestens 100%igen Leistungserhöhung des Pilgerwalzwerkes durch Verdoppelung der Austrittsgeschwindigkeit des Rohres mittels einer relativ einfache Zusatzeinrichtung und damit geringe Investitionskosten. Dadurch können 1-2 Trommelzüge auf der nachfolgenden Ziehmaschine entfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Planetenwalzwerkes hinter einem Pilgerwalzwerk mit darunter schematisch dargestellter Dornstange,

Fig. 2 die Lagerung einer Rolle auf einem Rollensatz der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Rollensatzes,

Fig. 4 ein Antriebsschema eines mit vier Rollensätzen bestückten Planetenwalzwerkes und

Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung des aus vier Rollen gebildeten Kalibers.

Zur Beschreibung der Erfindung dienen die grob schematischen Darstellungen, die das Funktionsprinzip der Erfindung anschaulich erläutern. In Fig. 1 ist mit 1 ein konventionelle Pilgerwalzwerk bezeichnet, das aus den zwei umlaufenden und in bekannter Weise kalibrierten Pilgerwalzen 2 besteht, die in dem hin- und herbewegten Walzgerüst 3 zwangsangetrieben gedreht werden. Zum Hin- und Herbewegen des Walzgerüstes 3 ist der Kurbelantrieb 4 vorgesehen, der über die Kurbelstange 5 das Walzgerüst 3 auf der Bahn 6 verschiebt; einlaufseitig und auslaufseitig des Kaltpilgerwalzwerkes sind das Einlaufspannfutter 7 und das Auslaufspannfutter 8 vorgesehen, durch die die Luppe bzw. das Rohr in bekannter Weise intermittierend gehalten bzw. gedreht werden.

Erfindungsgemäß ist an der Auslaufseite des Pilgerwalzwerkes und hinter dem Kurbeltrieb 4 ein Planetenwalzwerk angeordnet, das in Fig. 1 mit 9 bezeichnet ist. Das Planetenwalzwerk, dessen Walzgerüst 10 bei 11 motorisch in Richtung der Walzachse 12 verstellbar auf dem Schlitten 13 gelagert ist, nimmt mehrere Rollensätze 14 auf, die mit umlaufenden Rollen 15 bestückt sind, die beim Umlauf der Rollensätze nacheinander in Eingriff mit dem zu kalibrierenden Rohr gelangen.

Wie in Fig. 1 in der unteren Darstellung erkennbar ist, wird das Rohr über eine Dornstange 16 gewalzt, deren Dorn im Bereich des Pilgerwalzwerkes wie üblich und bei 17 dargestellt konisch ausgebildet ist, wobei sich an den konischen Abschnitt 17 ein zylindrischer Abschnitt 18 anschließt, der in das Auslaufspannfutter 8 des Pilgerwalzwerkes reicht und zusammen mit dem Rohr im Auslaufspannfutter gehalten werden kann. Über eine Verbindung 19 sind der Pilgerdorn und sein Fortsatz mit dem in das Planetenwalzwerk ragenden zylindrischen Dorn 20 verbunden, der bei 21 lösbar mit dem Pilgerdorn 17 verbunden ist.

Die Lagerung einer Rolle des Rollensatzes des Planetenwalzwerkes ist in Fig. 2 vergrößert schematisch dargestellt. Die Rolle ist mit 15 bezeichnet und erkennbar bei 22 derartig kalibriert, daß ein Abschnitt des zu kalibrierenden Rohres umfaßt werden kann. Die Rolle 15 selbst ist auf einer Achse 23 gelagert, die ihrerseits in einem Führungskäfig 24 beidseitig der Rolle 15 abgestützt ist. Der Führungskäfig 24 nimmt alle Rollen 15 eines Rollensatzes auf und ist bei 25 erkennbar über einen Kegelradantrieb antreibbar. Im Inneren des Führungskäfigs 24 ist eine Stützwalze 26 auf der Achse 27 des Rollensatzes 14 gelagert, die Stützwalze 26 greift erkennbar mit stirnseitigen Bunden 33 unter an der Rolle beidseitig des Kalibers 22 vorgesehene Bunde 28 und leitet die Walzkräfte in die Achse 27 des Planetensatzes 14 ein.

Wie in Fig. 3 erkennbar ist, sind sechs Rollen 15 zu einem Rollensatz 14 zusammengefaßt, Verbindungsstege 29 zwischen benachbarten Rollen 15 eines Rollensatzes 14 schützen das Innere des Führungskäfigs 24 vor dem Eindringen von Fremdkörpern zwischen die Rollen 15.

In Fig. 4 ist das Antriebsschema des Planetenwalzwerkes dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier separate Antriebe vorgesehen, die an den Antriebswellen 30 angreifen, wobei deren Antriebsdrehzahlen über die Antriebswellen 30 verbindende Kegelradverzahnungen 31, 32 synchronisiert werden. Die nur schematisch dargestellten Rollensätze 14 sind auf den Wellen 27 angeordnet und laufen um vier aufeinander senkrecht stehenden Drehachsen in einer gemeinsamen Ebene um. Erkennbar schließen die Kaliber der vier Rollen 15 das Rohr in sich ein, wobei jede der dargestellten Rollen 15 ein Viertel des Gesamtkalibers umgreift.

Wie ein besonderes Merkmal der Erfindung vorsieht, kann die Kalibrierung der Rollen 15 in Umlaufrichtung der Rollensätze 14 gesehen, abwechselnd derartig gestaltet sein, daß der Umschlingungswinkel des Kalibers 120° und 60° abwechselnd beträgt wobei die miteinander gepaarten Rollensätze 14 so eingestellt sind, daß jeweils zwei gegenüberliegende Rollen 15 einen Umschlingungswinkel von 120° und die anderen beiden gegenüberliegenden Rollen 15 einen Umschlingungswinkel von 60° aufweisen. Die in Umlaufrichtung nachfolgenden Rollen 15 sind dann jeweils mit dem kleineren bzw. größeren Umschlingungswinkel versehen, so daß zwei benachbarte Rollen eines Rollensatzes 14 stets unterschiedliche Walzspalte aufweisen.

Claims (12)

1. Rohrkaltwalzwerk, bestehend aus einem Pilgerwalzwerk mit Walzen periodischer Kalibrierung und einem diesem nachgeordneten Kalibrierwalzwerk mit Walzen konstanter Kalibrierung sowie einem beiden Walzwerken gemeinsamen Dorn mit konischem Dornabschnitt im Pilgerwalzwerk und zylindrischem Dornabschnitt im Kalibrierwalzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß als Kalibrierwalzwerk ein Planetenwalzwerk (9) mit in einer oder mehreren die Dornlängsachse schneidenden Ebenen um laufenden Planetenwalzen und darauf angeordneten Rollensätzen (14) vorgesehen ist, wobei die Rollen (15) jedes Rollensatzes (14) jeweils einen Umfangsabschnitt des Rohres umgreifend kalibriert sind.

2. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungen in Umlaufrichtung aufeinanderfolgender Rollen (15) eines Rollensatzes (14) unterschiedliche Umschlingungswinkel (α) aufweisen und die Umschlingungswinkel (α) im Eingriff befindlichen Rollen (15) benachbarter Rollensätze (14) sich zu 360° ergänzen.

3. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei vier in um jeweils 90° zueinander versetzten Ebenen umlaufenden Rollensätzen (14) eine jeweils gerade Anzahl von Rollen (15) pro Rollensatz (14) vorgesehen ist und die Umschlingungswinkel (α) in Umlaufrichtung aufeinanderfolgender Rollen (15) abwechselnd 60° und 120° betragen.

4. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenwalzwerk (9) ausgangseitig des Pilgerwalzwerkes (1) hinter dem Kurbeltrieb (4) angeordnet ist.

5. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenwalzwerk (9) in Walzachsrichtung (12) verschiebbar angeordnet ist.

6. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Pilgerwalzwerk (1) und dem Planetenwalzwerk (9) gemeinsame Dornstange (16) zweigeteilt ausgeführt ist und der dem Planetenwalzwerk (9) zugeordnete zylindrische Dornabschnitt (20) auswechselbar ist.

7. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des dem Planetenwalzwerk (9) zugeordnete zylindrische Dornabschnittes (20) kleiner als der Luppeninnendurchmesser hinter dem Pilgerwalzwerk (1) ist.

8. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Pilgerwalzwerk (1) und dem Planetenwalzwerk (9) gemeinsame Dornstange (12) mit einer Innenbohrung zur Zufuhr von Schmiermittel zur Innenschmierung des zu kalibrierenden Rohres aufweist.

9. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenwalzwerk (9) als Wechselgerüst ausgebildet ist.

10. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Rollensätze (14) des Planetenwalzwerkes (9) so eingestellt ist, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Rollensätze (14) größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Pilgerwalzwerkes (1) ist.

11. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Planetensätze (14) des Planetenwalzwerkes (9) gegenläufig zur Vorschubbewegung der Luppe erfolgt.

12. Rohrkaltwalzwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß - wie bekannt - der konische Dornabschnitt (17) des Pilgerwalzwerkes (1) mit einer zylindrischen Verlängerung (18) in den Bereich des Auslaufspannfutters (8) verlängert ist.