DE19611782C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers aus massivem Rundstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus massivem auf Umformtemperatur erwärmten Rundstahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Das grundlegende Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus massivem Rundstahl mittels Schrägwalzen als Vorstufe zur Herstellung nahtloser Rohre ist bekannt (siehe Stradtmann, Stahlrohr-Handbuch, 7. Auflage 1973, Vulkan-Verlag Essen). Eine der bekannten Anordnungen ist die Verwendung eines Zweiwalzen-Schrägwalzwerkes mit Diescherscheiben zur Führung des Walzgutes (DE 43 08 721 C1).

Für die Verteilung der Wanddicke am Fertigrohr, insbesondere die Exzentrizität, ist eine gleichmäßige Wanddicke des Hohlblockes von entscheidender Bedeutung. Diese wird idealerweise dann optimal sein, wenn sich der zu lochende Block, bzw. der daraus entstehende Hohlblock mit seiner Mittenachse genau auf der Walzwerksmittenachse befindet und die Mittenachse des Lochdornes ebenfalls genau mit dem Verlauf der Walzwerksmittenachse zusammenfällt. Durch Störungen kann es zu Abweichungen kommen, die sich in Abweichungen von der Ideallage bemerkbar machen, wobei diese Abweichungen in Anteile in Richtung der Walzen und senkrecht dazu in Richtung der Führungen aufgeteilt werden können. Abweichungen des Lochdornes werden im Idealfall über das Kräftegleichgewicht ausgeglichen. Abweichungen der Lage des Ausgangsblockes führen bei Walzbeginn zum außermittigen Anlachen, was insbesondere bei dickwandigen Hohlkörpern, wo die über das Kräftegleichgewicht hervorgerufenen Rückstellkräfte klein sind, zu deutlich einseitigen Wanddicken und damit zu Ausfall führen.

Um ein solches außermittiges Anlochen zu verhindern, wird versucht, den Lochvorgang so zu gestalten, daß nach dem Erfassen des Blockes durch die Walzen als nächstes die Führungen, beispielsweise die drehende Diescherscheibe, den Block mittig führen, bevor die Blockstirnfläche den Lochdorn berührt. Bedingt durch den Radius der Diescherscheiben ist das jedoch nicht in allen Fällen zu gewährleisten.

Aus der JP 57-22807 A ist es bekannt, den freien Abstand zwischen kaliberschließenden Führungen derart zu verändern, daß beim Beginn des Lochens - also bei Eintritt des Walzgutes - der frei Abstand im Vergleich zur stationären Walzphase verringert und nach dem Anwalzen auf den üblichen Wert der stationären Phase eingestellt wird. Da beide Führungen hydraulisch miteinander verbunden sind, wirkt diese Führung eher wie eine schwimmende Lagerung, bei der eine Führung ausweichen kann und die andere dann dieser Bewegung folgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus massivem auf Umformtemperatur erwärmten Rundstahl anzugeben, mit dem mit einfachen Mitteln die Blockzentrierung, insbesondere bei dickwandigen Hohlkörpern vor dem Anlochvorgang gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird unmittelbar vor Beginn des Lochens der freie Abstand zwischen den kaliberschließenden Führungen, vorzugsweise Diescherscheiben, im Vergleich zur stationären Walzphase verringert, wobei nach dem Anwalzen der Abstand sich auf den üblichen Wert der stationären Walzphase einstellt. Durch Abgleich der bei der Verformung von Rundstahl auf die kaliberschließenden Führungselemente wirkenden Kräfte und die das Kaliberöffnungsmaß klein haltenden Schließkräfte erfolgen die Abstandsveränderungen von selbst.

Vorrichtungsmäßig wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise realisiert, indem am Schwenk- oder Verschiebearm der kaliberschließenden Führungen ein Mittel angeordnet ist, das kraftmäßig auf die Führung im Sinne einer Verringerung des freien Abstandes wirkt, wobei dieses Mittel eine progressive Kennlinie aufweist. Vorzugsweise ist dieses Mittel ein vorspannbares Federpaket. Alternativ kann die Einwirkung aber auch über eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit mit direkter oder indirekter Wirkung wie z. B. über einen Exzenter erfolgen.

Hierbei nimmt die Kraft zum Erweitern des Führungsabstandes mit größer werdendem Öffnungsweg deutlich zu, wobei die Kraft zum Erreichen des Führungsabstandes unter stationären Bedingungen jedoch kleiner als die durch die Umformung erzeugte "Gegenkraft" ist. Die Rückstellung auf den üblichen freien Abstand erfolgt damit selbsttätig.

Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist darin zu sehen, daß mit sehr einfachen konstruktiven Mitteln die gewünschte Anwalzzentrierung erzielt wird.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 In der Ebene der Führung eine Draufsicht auf ein Führungselement

Fig. 2 Im vergrößerten Maßstab das Detail A

In Fig. 1 ist in der Ebene der Führung eine Draufsicht auf ein Führungselement und in Fig. 2 im vergrößerten Maßstab das Detail A dargestellt. Zwischen zwei stationär angeordneten Ständern 1, 2 ist mittels einer ausschwenkbaren Schwinge 3 auf einem Lagerbock 4 das Führungselement 5, hier in Form einer Diescherscheibe angeordnet. Der Antrieb der Diescherscheibe 5 erfolgt mittels eines unterhalb der Schwinge 3 angeordneten Hydromotors 6. An dem in dieser Darstellung rechten Ende der Schwinge 3 ist der Verstellmechanismus zum Einstellen des freien Abstandes 7 der Diescherscheibe 5 angeordnet. Das pratzenartig ausgebildete Ende 8 der Schwinge 3 liegt mit einem Anschlagelement 9 auf dem hutförmig, ausgebildeten Gegenstück 10 des Verstellmechanismus. Um die Kreisbewegung des pratzenartig ausgebildeten Endes 8 der Schwinge 3 auszugleichen, weist das Gegenstück 10 eine kalottenförmig ausgebildete, Gegenfläche 11 auf. Ein mit einer zentrischen Ausnehmung versehenes kolbenartig ausgebildete Element 12 ist mittels Gewinde und einer Kontermutter 13 fest mit der Kolbenstange 14 des Verstellmechanismus verbunden. In der zuvor erwähnten zentrischen Ausnehmung ist beispielsweise ein Tellerfederpaket 15 angeordnet, das durch eine Schraube 16 vorspannbar ist. Die Einstellung des Abstandes 7 der Diescherscheibe 5 erfolgt über ein Spindelelement 17, das in Fig. 1 nur grob angedeutet ist. Der Hub 18, der sich aus dem Spalt zwischen der Stirnfläche des kolbenähnlichen Elementes 12 und der innenliegenden Stirnfläche des Gegenstückes 10 ergibt, entspricht dem halben Unterschied des Abstandes 7 der Diescherscheiben 5 vor dem Anwalzen und der stationären Walzphase.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus massivem auf Uniformtemperatur erwärmten Rundstahl durch Lochen in einem Schrägwalzwerk unter Verwendung kaliberschließender Führungselemente, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn des Lochens der freie Abstand zwischen den kaliberschließenden Führungselementen im Vergleich zur stationären Walzphase verringert wird und nach dem Anwalzen der Abstand sich auf den üblichen Wert der stationären Phase einstellt und durch Abgleich der bei der Verformung vom Rundstahl auf die kaliberschließenden Führungselemente wirkenden Kräfte und die das Kaliberöffnungsmaß klein haltenden Schließkräfte die Abstandsveränderungen von selbst erfolgen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Zweiwalzen-Schrägwalzwerk und einem zwischen den Schrägwalzen gehaltenen Lochdorn unter Verwendung kaliberschließender Führungselemente, insbesondere Diescherscheiben, wobei der freie Abstand der zwischen Ständern schwenk- oder verschiebbar angeordneten Führungselemente in der Ebene der Führungselemente in Relation zum verwendeten Rundstahldurchmesser einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem schwenk- oder verschiebbaren Führungselement (5) ein Mittel angeordnet ist, das kraftmäßig auf das Führungselement (5) im Sinne einer Verringerung des freien Abstandes (7) einwirkt und eine progressive Verstellkennlinie aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel ein vorspannbares Federpaket (15) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit ist.