DE19620161C2

DE19620161C2 - Verfahren zum Walzen von Rohren

Info

Publication number: DE19620161C2
Application number: DE19620161A
Authority: DE
Inventors: Horst Stinnertz; Michael Baensch
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2016-05-09
Also published as: DE19620161A1; SE9701698L; SE514581C2; SE9701698D0; US5778718A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibrierte, in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem von einer Dornstange in Axialrichtung festgehaltenen konischen Walzdorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflächen sich verjüngende, der Form des konischen Walzdorns angepaßte Arbeitswalzen aufweisen, die das Walzmaterial auf dem Walzdorn auswalzen, wobei die Walzen an den Enden der Arbeitskaliber das Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zweck der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben.

Ein derartiges, als Pilgerschrittverfahren bekanntes Walzverfahren ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 37 08 943 C1 zur Herstellung von Rohren beschrieben. Üblicherweise wird bei diesen Verfahren das Walzgut, in einem oder in beiden Gerüsttotpunkten gedreht und vorgeschoben, während das Walzgut während des eigentlichen Walzvorganges überwiegend in Ruhe verharrt. Für das Drehen des Walzgutes in kurzer Zeit sind sehr hohe Drehmomente erforderlich, deren Beschleunigungsmomente eine potentielle Grenze für die Leistungsfähigkeit des Kaltpilgerverfahrens und seiner Einrichtungen darstellen.

Kaltpilgerwalzwerke dieser Art benötigen daher aufwendige Getriebeeinrichtungen, mit denen das rohrförmige Walzgut und der Walzdorn in den Totpunkten des Walzgerüstweges dann, wenn die Arbeitswalzen infolge ihrer Kalibergestaltung das rohrförmige Walzmaterial freigegeben haben, synchron gedreht werden.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen die Drehung des Walzgutes und der Vorschub desselben konstant erfolgen. Diese Verfahren sind aber nur bei hinreichend drehelastischem Walzgut anwendbar, da ein Teil der Walzgutdrehung, die während des Kontaktes zwischen Walzgut und Walzwerkzeugen erfolgt, elastisch in dem rohrförmigen Walzmaterial gespeichert wird. Die gattungsbildende Schrift sieht deshalb vor, einen Teil der Vorschubrate und/oder ein Teil des Drehwinkels des Walzmaterials je Arbeitszyklus als konstante Bewegung auf das Walzgut zu übertragen, während ein weiterer Teil der Bewegung diskontinuierlich aufgebracht wird.

Es ist auch schon zur Vereinfachung eines Antriebes vorgeschlagen worden, die Dornstange ohne Drehantrieb nur axial zu fixieren und zusammen mit dem Walzmaterial drehen zu lassen. Auch in diesem Fall erfolgt die Drehung von Walzdorn und Walzgut synchron in Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit.

Die vorbekannten beschriebenen Lösungen haben ihre spezifischen Nachteile:

- Bei synchron intermittierender Drehung von Dornstange und Walzgut entstehen hohe Investitionskosten, das System ist störanfällig.
- Bei Dornstangen ohne eigenen Drehantrieb kann es zur Gratbildung an den Einspannstellen kommen, durch die die Walzgutinnenoberfläche unbemerkt beschädigt werden kann.
- Beim permanenten Drehen des Walzgutes und der Dornstange kann es zum Rutschen in den Spanneinrichtungen für das Walzgut kommen; daraus resultiert eine unvollkommene Drehung des Walzgutes. Darüber hinaus können die Drehantriebe überlastet werden. Oberflächenbeschädigungen am Walzgut sowie erhöhter Walzenverschleiß sind zu erwarten.

Aus der DE 907 763 C ist ein Drehantrieb für das Dorngestäge von Pilgerschrittwalzwerken bekannt. Dabei ist die mit dem Dorngestänge gekoppelte Drehspindel mit dem Elektromotor über ein Zwischenglied verbunden, welches bei festgehaltender Spindel die Drehbewegung des Antriebes aufnimmt. Das Zwischenglied steht unter der Einwirkung eines Kraftspeichers, der die Drehbewegung speichert und nach Freigabe der Drehspindel an diese, der vom Motor erzeugten ständigen Drehbewegung überlagernd, abgibt.

Schließlich ist aus der DE 167 742 C eine Drehvorrichtung für das Werkstück bei Pilgerschrittwalzwerken bekannt, bei der, solange das Werkstück zwischen den Walzen festgehalten wird, eine Spannung eines elastischen Mittels, z. B. einer Feder erfolgt, die dann - bei Freigabe des Werkstückes - dessen Drehung bewirkt.

Ausgehend von den beschriebenen Problemen und Nachteilen des Standes der Technik ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, bei vereinfachtem und damit preiswerten Drehantrieb für das Walzgut hohe Hubzahlen des Kaltpilgerwalzwerkes zu erreichen und damit bei geringeren Erstellungskosten höhere Produktionsleistungen zu erzielen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem der Walzdorn mit einer konstanten, von der Drehgeschwindigkeit des Walzmaterials unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit in gleicher Drehrichtung angetrieben wird, wobei der Drehantrieb der Dornstange in den Walzphasen, in denen die Walzen des Kaltpilgerwalzwerkes das rohrförmige Walzmaterial über der Dornstange festhalten, die Dornstange elastisch verdrallen und dadurch ein Torsionsmoment in der Dornstange speichern, das beim Freilassen des rohrförmigen Walzmaterials in den Totpunkten des Walzgerüstes die Drehbewegung des Walzmaterials unterstützt.

Wenn in einem Kaltpilgerwalzverfahren der gattungsgemäßen Art auf die bislang als unverzichtbar geltende synchrone Bewegung des rohrförmigem Walzmaterial und des Walzdornes verzichtet wird und statt dessen der Walzdorn nicht freimitdrehend, sondern selbst mit einer von der Drehgeschwindigkeit des Walzmaterials unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, so läßt sich in den Walzphasen, in denen die Walzen des Kaltpilgerwalzwerkes das rohrförmige Walzmaterial über der Dornstange festhalten, dieses Torsionsmoment auf die Dornstange aufbringen und anschließend abgeben. Auf diese Weise werden höhere Hubzahlen des Kaltpilgerwalzwerkes in den Situationen ermöglicht, in denen ansonsten mit Rücksicht auf die Rohrdrehung die Hubzahl abgesenkt werden mußte. Dadurch läßt sich bei vereinfachtem Antrieb die Wirtschaftlichkeit des Walzwerkes deutlich erhöhen.

Durch das Antreiben des Walzdornes mit konstanter Drehgeschwindigkeit läßt sich der Dreh-Vorschubantrieb des Kaltpilgerwalzwerkes erheblich vereinfachen. Der Walzdorn wird kontinuierlich mit gleicher Drehgeschwindigkeit angetrieben, und zwar auch dann, wenn in den Walzphasen das Walzmaterial von den Walzen auf den Walzdorn gepreßt wird und beide an der Drehung gehindert werden. In dieser Phase wird durch den kontinuierlichen Drehantrieb des Dornes in der relativ langen Dornstange durch Torsion ein Torsionsmoment aufgebaut, das im Moment der Freigabe des rohrförmigen Walzmaterials durch die Walzen kurzzeitig abgebaut wird. Dabei wird gleichzeitig und vorteilhafterweise das Walzmaterial in seiner Drehung unterstützt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es dabei gleichgültig, ob die konstante Drehung des Walzdornes und die intermittierende Drehbewegung des Walzmaterials in gleichbleibender und derselben Drehrichtung erfolgen oder ob nach bestimmten Verdrehwinkeln des Walzmaterials ein Umkehren des Drehsinnes erfolgt. In jedem Fall wird durch den Antrieb des Walzdorns mit konstanter Drehgeschwindigkeit die Kinematik des Antriebes erheblich vereinfacht. So kann in dem einen Fall ein konstant drehender Motor vorgesehen sein, in dem anderen Fall kann ein Antrieb in der Art eines Scheibenwischergetriebes sinnvoll sein, bei dem ein Kurbeltrieb die Drehrichtung des in einer Richtung drehenden Motors umkehrt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, bei deutlich reduzierten Getriebekosten eines Kaltpilgerwalzwerkes die Produktivität zu erhöhen, weil die Hubzahl infolge der unterstützten Drehung des rohrförmigen Walzmaterials erhöht werden kann. Die vereinfachte Getriebeausbildung des Walzwerkes reduziert nicht nur dessen Herstellkosten, sondern auch die Kosten für die Ersatzteilhaltung. Die Betriebssicherheit wird verbessert, weil weniger bewegte Teile eingesetzt werden müssen.

Claims

Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibrierte, in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem von einer Dornstange in Axialrichtung festgehaltenen konischen Walzdorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflächen sich verjüngende, der Form des konischen Walzdorns angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Walzmaterial auf dem Walzdorn auswalzen, wobei die Walzen an den Enden der Arbeitskaliber das Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zwecke der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzdorn mit einer konstanten, von der Drehgeschwindigkeit des Walzmaterials unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit in gleicher Drehrichtung angetrieben wird, wobei der Drehantrieb der Dornstange in den Walzphasen, in denen die Walzen des Kaltpilgerwalzwerkes das rohrförmige Walzmaterial über der Dornstange festhalten, die Dornstange elastisch verdrallt und dadurch ein Torsionsmoment in der Dornstange speichert, das beim Freilassen des rohrförmigen Walzmaterials in den Totpunkten des Walzgerüstes die Drehbewegung des Walzmaterials unterstützt."