DE2521882B2

DE2521882B2 - Walzen- und dornstangenkalibrierung fuer ein kaltpilgerwalzwerk

Info

Publication number: DE2521882B2
Application number: DE19752521882
Authority: DE
Inventors: Joachim 5630 Remscheid Wünsche
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2521882C3; ATA334676A; AT357136B; SE7605403L; DE2521882A1; SE422166B

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzen- und Dornstangenkalibrierung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und geht von dem durch die DT-PS 8 91 532 gegebenen Stand der Technik aus.

Durch die tangential Stauchung der Luppe kommt es beim Kallpilgern infolge der betrieblichen Durchmesser- und Wanddickenverminderung leicht zu einer Verschlechterung der Innenoberfläche der Luppe. Um diese Fehler zu beseitigen ist es bekannt, nach dem Kaltpilgern ein Aufweiten und Kalibrieren vorzunehmen (DT-PS 8 91 532). Nachteilig bei diesem Verfahren sind der große Arbeitsaufwand und der oft zweifelhafte Erfolg. so

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Walzen- und Dornstangenkalibrierung zu schaffen, mit der auch bei großen Durchmesser- und Wanddickenminderungen die Qualität der Innenoberfläche hinsichtlich Rauhigkeit und Oberflächenkerben in einfacher Weise verbessert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den ^⁰ Unteransprüchen.

Bei Stopfenwalzwerken mit Ovalkalibern ist es bekannt, die Rohrluppe mittels des Innenwerkzeuges etwas aufzuweiten und gewissermaßen über den Stopfen hinwegzubügeln. Trotz großer Verformungen werden dabei nahezu riefenfreie Rohre hergestellt (DTPS 5 17 062).

Beim Stopfenwalzen liegen jedoch völlig andere Verhältnisse vor als beim Kaltpilgern. Beim Kaltpilgern führt das arbeitende Kaliber eine Dreh- und Linearbewegung aus, während beim Stopfenwalzen nur eine Drehbewegung der Walzen vorhanden ist. Eine vergleichbare Durchmesserabnahme wie beim Kaltpilgern mit konischem Dorn ist ebenfalls nicht vorhanden. In der Dcrnkalibrierung unterscheidet sich darüber hinaus die Erfindung von diesem Stand der Technik durch das Vorsehen eines Abschnittes entgegengesetzter Konizität. Zu einer solchen Maßnahme vermag die DT-PS 5 17 062 keine Anregung zu geben, da ein Dorn mit entgegengesetzter Konizität wegen der nur drehbaren Walzen mit kreisförmigem Umfang am Stopfenwalzwerk keine Wirkung erzeugen würde.

Beim Kaltpi'geni ist es andererseits bislang nicht bekannt, eine Wanddickenminderung ohne Durchmesserminderung vorzusehen. Eine solche Verformung hat sich aber als außerordentlich wirksam zum Glätten der Rohrinnenoberfläche erwiesen. Dies kann auf die Vergrößerung der Rohrinnenoberfläche durch tangential Streckung zurückgeführt werden. Die damit erfindungsgemäß auf dem Abschnitt B bewirkte Glättung hält auch einer möglicherweise nachfolgenden Wanddicken-Durchmesser-Minderung stand. Der geglätteten Innenoberfläche fehlt es offensichtlich an Unregelmäßigkeiten, von denen die Bildung von Kerben und Rauhigkeiten bei der sich möglicherweise anschließenden Querschnittsverminderung ausgehen kann.

Die große Ovalität des Walzenkaliberbogens, der mit dem Abschnitt B der Dornstange zusammenarbeitet, erleichtert das Vorschieben des Walzgutes nach jedem Walztakt, zu dem auch das Walzen auf dem Abschnitt A beitragen kann. Eine wesentlich größere Vorschubkraft auf das Walzgut zwischen den Walzhüben, während der auch das Walzgut um 90^Q um seine Längsachse gedreht wird, ist nicht erforderlich.

Für die praktische Ausführung des Innenwerkzeuges wird es für vorteilhaft gehalten, die Längen der Abschnitte A und B im Verhältnis 3 : 1 bis 10:1 zu wählen und diese Abschnitte gegebenenfalls mit einem Abschnitt C mit allenfalls geringer Konizität, insbesondere zylindrischer Form zu kombinieren. Durch einen Abschnitt C als Übergang von Abschnitt B zu A wird der Ausbildung des Außenwerkzeuges Rechnung getragen, das aus kalibrierten Walzen besteht. Außerdem wird ein Abschnitt Cdes Innenwerkzeuges benutzt, um durch unterschiedliche Anordnung des Innenwerkzeuges zum Außenwerkzeug die herzustellende Wanddicke sehr genau einzustellen. Ein Verschieben des Innenwerkzeuges in Walzrichtung bewirkt eine kleinere Wanddicke.

Der beste Erfolg in der Mehrzahl der verschiedenen Walzungen und damit universell anwendbar ist eine erste Alternative, die darin besteht, die Abschnitte in der Reihenfolge B, A zum freien Ende des Innenwerkzeuges hin aufeinander folgen zu lassen und gegebenenfalls mit einem Abschnitt C zu verbinden, der in den konischen Bereich der Abwicklung des Außenwerkzeuges hineinreicht.

Eine andere Alternative besteht darin, die Abschnitte in der Reihenfolge A, B zum freien Ende des Innenwerkzeuges hin aufeinander folgen zu lassen. An diese Abschnitte schließt ein weiterer Abschnitt C an, der allenfalls im geringen Maße zur Streckung beiträgt. Im Abschnitt A wird hierbei von der Kalibrierung nur eine geringe Wanddickenminderung erzwungen.

Bei beiden Alternativen erhält der mit dem Abschnitt

ß zusammenwirkende Teil der Abwicklung der Kalibrierung des Außen Werkzeuges eine größere seitliche Öffnung, so daß ein ziemlich ovales Rohr erzeugt wird.

Liegt der Vorteil der ersten Alternative in der Freizügigkeit der Durchmesser- und Wandredukiion und darin, daß das Einwalzen von Kerben und Poren weitgehend vermieden wird, so erfordert die andere Alternative bei geringerer Gesamtstreckung weniger starke Vorrichtungen und Antriebe und dient darüber hinaus der Herstellung von Rohren mit außerordentlich glatter Innenoberfläche. Es hat sich bei der Erprobung der anderen Alternative gezeigt, daß die bei der Durchmesserreduktion möglicherweise entstehenden Kerben mit einer nachfolgenden durchgreifenden Wanddickenminderung bei ungefähr gleichbleibendem Außendurchmesser in gewissen Grenzen beseitigt werden können. Die mit den erfindungsgemäßen Kalibrierungen erzeugten Reduktionen von Durchmesser und Wanddicke liegen im Rahmen der je nach Werkstoff beim Kaltpilgern üblichen Werte.

Die Erfindung wird anhand der schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figuren zeigen Längsschnitte durch das Walzgut und die Dornstange.

F i g. 1 zeigt in Walzrichtung gesehen die Reihenfolge B, C, A der Abschnitte auf der Dornstange und

F i g. 2 zeigt in Walzrichtung gesehen die Reihenfolge A, B, Cder Abschnitte auf der Dornstange.

Beide Figuren zeigen übereinstimmend eine Walze 1 eines Walzenpaares als Außenwerkzeug, das in einem nicht gezeichneten Gerüst drehbar gelagert ist. Das Walzgerüst mit den Walzen 1 bewegt sich in axialer Richtung des Walzgutes 2 geradlinig hin und her, wobei die Walze 1 auf dem Walzgut 2 abrollt und mit ihrem Kalibergrund 4 die Abwicklung 5 beschreibt, die strichpunktiert in die Figuren eingezeichnet ist. Der Kalibergrund 4 ist vereinfacht als Halbkreis gezeichnet; ist aber in der praktischen Ausführung eine Linie mit zur Drehachse der Walze wechselndem Radius.

In dem Walzgut 2 ist eine Dornstange 3 als Innenwerkzeug angeordnet. Das Innenwerkzeug ist mit seinem Ende 6 außerhalb des darauf befindlichen zu bearbeitenden Walzgutes 2 in einem nicht gezeichneten Widerlager drehbar und in engen Grenzen in axialer Richtung des Rohres verschieblich. Im Wirkungsbereich der Walze 1 ist die Dornstange 3 als Innenwerkzeug von wechselnder konischer Form mit den Abschnitten A, B₁ C.

Nach jedem Arbeitshub des Walzgerüstes mit der Walze 1 werden die Dornstange 3 mit dem darauf befindlichen Walzgut 2 um 50 bis 90° gedreht. Durch das Abrollen der Walze 1 auf dem Walzgut 2 wird letzteres abschnittweise in Richtung des Pfeiles 7 abgestreckt und durch eine besondere Druckhülse am Widerlager in Richtung des Pfeiles 7 vom Innenwerkzeug abgeschoben.

In F i g. 1 besteht der mit der Abwicklung 5 der Walze

1 zusammenwirkende Bereich des Innen Werkzeuges in Richtung des Pfeiles 7 aus einem sich konisch erweiternden Abschnitt B, einem zylindrischen Abschnitt Cund einem sich verjüngenden Abschnitt A. Der Abschnitt B erweitert den Walzgutinnendurchmesser, so daß keine tangentiale Stauchung entsteht. Der mit dem Abschnitt ß zusammenwirkende Teil der Walze 1 besitzt eine große seitliche Kaliberöffnung, so daß im ι ο Abschnitt ß der Dornstange 3 ein rohrförmiges Walzgut

2 mit großer Ovalität entsteht, wodurch das Vorschieben des Walzgutes 2 auf der Dornstange 3 möglich und erleichtert wird.

Der Abschnitt ßdes Innenwerkzeuges entspricht der üblichen Dornstangenausbildung beim Kaltpilgern, wodurch sowohl der Außendurchmesser wie auch die Wanddicke des Walzgutes 2 reduziert werden. Die Wanddickenreduktion ist um die von Abschnitt B vorweggenommene Wanddickenreduktion geringer als üblich, wozu es nur einer entsprechenden Gestaltung der Konizität des Kalibers der Walze 1 und des Abschnittes A der Dornstange 3 bedarf.

In F i g. 2 besteht der mit der Abwicklung 5 der Walze 1 zusammenwirkende Bereich des Innenwerkzeuges in Richtung des Pfeiles 7 aus einem sich konisch verjüngenden Abschnitt A, einem sich konisch erweiternden Abschnitt B und einem zylindrischen Abschnitt C. Die Konizität der Abwicklung 5 und des Abschnittes A werden so ausgelegt, daß nur ein Teil der Wanddickenreduktion erreicht wird. Das Kaliber der Walze 1 ist auf dem Teil, der mit dem Abschnitt B des Innenwerkzeuges zusammenarbeitet, mehr seitlich geöffnet, als auf den anderen Teilen und beim Kaltpilgern üblich. Die Wirkungsweise stimmt mit der Beschreibung der Alternative nach Fig. I zum Abschnitt B vollkommen überein. Die Kaliberform der Walze 1 geht in dem Auslaufteil, der mit dem Abschnitt C des Innenwerkzeuges zusammenwirkt, in die Kreisform über. In diesem Fall rührt die Qualitätsverbesserung des Produktes ebenfalls von der durchgreifenden Wanddiekenreduktion des Abschnittes B des Innenwerkzeuges her.

In beiden Alternativen kann durch eine an sich übliche Längsverschiebung des Innenwerkzeuges im Widerlager relativ zur Abwicklung 5 der Walze 1 eine Feineinstellung der herzustellenden Wanddicke bewirkt werden, ohne daß die beschriebene vorteilhafte Wirkungsweise beeinträchtigt wird.

Durch die anmeldungsgemäße Ausbildung des Innen-Werkzeuges wird die aufgabengemäße Qualitätsverbesserung erreicht. Darüber hinaus gelingt es, nach der Alternative in Fig. 1, aus den Abmessungen eines Einsatzrohres ein durch Kaltpilgern ausreichend ver· formtes Fertigrohr mit relativ großem Außendurchmesser herzustellen, was eine Ausweitung des Abmessungsbereiches einer vorhandenen Anlage ermöglicht.

Hier/11 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walzen- und Dornstangenkaübrierung für ein Kaltpilgerwalzwerk, bei der die Dornstange einen zylindrischen und einen konischen Abschnitt besitzt und der konische Abschnitt sich zum freien Ende der Dornstange hin, mindestens teilweise der gewünschten Außendurchmesserabnahme des Rohres entsprechend verjüngt und der Arbeitsbereich der Walze über alle Abschnitte der Dornstange reicht und die Konizität der Abwicklung der Walze der gewünschten Außendurchmesserabnahme entspricht, dadurch gekenTzeichnet, daß die Dornstange einen Abschnitt B entgegengesetzter Konizität aufweist und daß das mit diesem Abschnitt B zusammenwirkende Kaliber der Walze größere Ovalität besitzt als das mit dem Abschnitt A zusammenwirkende Kaliber der Walze.

2. Kalibrierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliber der Walze, das mit dem Abschnitt B der Dornstange zusammenwirkt, allenfalls eine geringe Minderung des Außendurchmessers des Rohres ergibt.

3. Kalibrierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abschnitte A und ßim Verhältnis 3:1 bis 10 : 1 stehen.

4. Kalibrierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Dornstange in der Reihenfolge A, B zu ihrem freien Ende hin aufeinander folgen und das Kaliber der Walze, das mit dem Abschnitt A der Dornstange zusammenwirkt, nur einen Teil der insgesamt gewünschten Wanddickenabnahme am Rohr ergibt.

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