-
"Spannfutter für Kaltpi Igerwalzwerke"
-
Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Kaltpilgerwalzwerke mit
einem kegelstumpfförmigen mehrfach längsgeschl itzten Spannelem ent mit einer durchgehenden
Bohrung zur Aufnahme eines zu bewegenden Rohres und einem axial verschieblichen
und drehbaren Spannkopf mit einer inneren dem Spannelement angepaßten kegel igen
Bohrung zur Aufnahme des Spannelements und einer am Spannkopf angreifenden Verschiebevorrichtung,
die sich an einem Spannelement und Spannfutter aufnehmenden Gehäuse abstützt.
-
Kaltpilgerwalzwerke haben ortsfeste Spannfutter, die einlaufseitig
die Rohrluppe und auslaufseitig das reduzierte Rohr drehen. Gleich zeitig halten
sie das Rohr, damit es sich beim Walzprozess nicht ungewollt verschiebt. Den schrittweisen
Vorschub der Rohre übernimmt ein verfahrbarer Spannschlitten, der die Rohrluppe
von außen faßt, und dadurch beim Walzen empfindlicher, dünnwandiger Rohre ein Aufstauchen
des Rohrluppenendes vermeidet. Es können auch zwei Spannschlitten vorgesehen sein,
die wechselweise den Vorschub übernehmen. Der Spannschl itten muß die Luppe gegen
die
beim Walzen auftretenden axialen Kräfte halten und nach einem Doppel hub des Walzgerüstes
die Luppe ruckweise drehen und um den Vorschub vorschieben. Dabei sind die Reibungskräfte
zwischen Rohr und Walzdorn zu überwinden. Synchron mit den entsprechenden Vorrichtungen
im Spannschlitten drehen die Spannfutter das Rohr. Durch die geschlossenen Spannelemente
des Einlaufspannfutters gleitet das Rohr entsprechend dem Vorschub des Spannschlittens.
Beim Auslaufspannfutter kommt zusätzlich ein weiteres Hindurchgleiten entsprechend
der Strecklänge beim Auswalzen hinzu.
-
Das im Spannschl itten vorhandene Spannfutter ist den ortsfesten Ein-und
Auslaufspannfuttern ähnlich ausgeführt. Vorzugsweise werden die Spannfutter als
3- oder 4-Backenfutter ausgeführt. Die Anpassung der Spannfutter an die mit ein
und demselben Kaltpilgerwalzwerk zu walzenden Rohre unterschiedlichen Außendurchmessers
geschieht durch Auswechseln der Spannbacken. Eigenart der mit Spannbacken als Spannelemente
arbeitenden SpannFutter ist, daß nur im unteren Durchmesserbereich die Spannbacken
das Rohr ganz umschließen. Im oberen Durchmesserbereich ist jede Spannfläche am
Rohr nur wenig größer als der Querschnitt der Spannbacken. Da die Spannkraft mit
steigendem Rohrdurchmesser größer werden muß, wird die spezifische Flächenlast unter
den Spannbacken ebenfalls größer.
-
Werden Rohre kaltgepilgert, an deren Maßhaltigkeit und/oder Oberflächengüte
höchste Ansprüche gestellt werden, z. B. Rohr für den AtomReaktorbau, so genügen
diese durch die DT-PS 1 602 o66 bekannten Spannfutter den Anforderungen nicht mehr.
Wenn die Spannbacken das Rohr nicht ganz umschließen, kann es deformiert werden
oder zu anderen Oberflächenbeschädigungen komm en. Wird die Breite der Spannbacken
nun so gewählt, daß auch Rohre im oberen Durchmesserbereich des Kaltpilgerwalzwerkes
ganz umschlossen sind, so erhält das gesamte Spannfutter einen sehr großen Durchmesser.
Die Masse und damit das Trägheitsmoment des ruckweise zu drehenden Spannfutters
wird dadurch so groß, daß das Schaltgetriebe verstärkt werden muß. Eine derartige
Anpassungsmaßnahme
ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht zu vertreten.
Außerdem ist die Fertigung von 3- und 4-Backenfuttern sehr aufwendig und deshalb
auch teuer. Nicht zu vermeidende Fertigungstol erenzen führen zu einer schlechten
Zentrierung des Rohres.
-
Diesen Nachteil haben Spannhülsen und Spannbüchsen, wie sie im Werkzeugmaschinenbau
zum Einsatz kommen, nicht. Allerdings werden beim Spannen und Lösen solcher Spannhülsen
auf das Werkstück eine nicht genau zu definierende axiale Kraft ausgeübt, die das
Werkstück verschieben kann. Äußere axiale Kräfte konnen die radiale Spannkraft verändern.
Es sind daher diese Spannhülsen in der bekannten Form in Kaltpilgerwalzwerken zum
Walzen empfindlicher Rohre nicht ohne weiteres einsetzbar. Beim Kaltpiigern bedeutet
nämlich eine axiale Verschiebung des Rohres einen ungewollten Vorschub, der zu Wal
zfehl ern und zur Überlastung des Walzwerkes führen kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die dem Stand der Technik anhaftenden
Nachteile zu vermeiden und ein Spannfutter zu schaffen, dessen Spannkraft konstant
ist, damit die Oberflächenqualität nicht beeinträchtigt wird. Die Spannelemente
sollen einfach und mit großer Oberflächengüte herstellbar sein. Sie müssen gut zugänglich
und schnell austauschbar sein. Schließlich soll auch ihr Trägheitsmoment kleiner
als bei bekannten Einrichtungen sein, damit das Schaltgetriebe entlastet wird.
-
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Basis des als Spannhülse
ausgebildeten Spannelements in an sich bekannter Weise an einem im wesenttichen
rohrhülsenförmigen Widerlager anliegt, das über ein erstes axial belastbares Lager
in einem Gehäusedeckel gelagert ist, daß auf der dem Widerlager gegerlüberEiegerlden
Sei te eine Hohlwelle durch ein zweites und drittes axial belastbares Lager zweifach
im Gehäuse gelagert ist und die widerlagerseitige Stirnfläche der Hohlwel le an
der kleineren Kegelstumpffläche des Spanneiements weitgehend spiel -frei anliegt,
wobei die Hohlwelle und das Widerlager nur öber das Gehäuse miteinander verbunden
sind.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranssrüchen
niedergelegt.
-
Durch die Erfindung wird über die exakte axiale Festlegung der Spannelemente
eine exakte Beibehaltung der Spannkraft in den Spannfuttem erreicht. Die axiale
Spielfreiheit läßt sich durch eine geeignete Paßscheibe erreichen. Dadurch ist gewährleistet,
daß das Spannelement weder durch die Spannkraft, noch durch äußere Kräfte verschoben
werden kann. Außerdem benötigt der innenkegel ige Spannkopf keine Außenlagerung,
weil er auf der Hohlwelle geführt ist. Deshalb ist er im Durchmesser nur wenig größer
als das Spannelement und das Trägheitsmoment, das mit der 4. Potenz des Außendurchmessers
wächst, ist kleiner als bei Backenfuttern, die für gleiche Rohrdurchmesser ausgelegt
sind.
-
Die beigefügten Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung
in schematischer Darstellung. Es zeigt Fig. 1 ein Kaltpilgerwalzwerk Fig. 2 einen
Schnitt durch ein Spannfutter, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Spannfutters teilweise
aufgeschnitten, Fig. 4 ein Spannelement, Fig. 5 ein weiteres Spannelement.
-
Fig. 1 gibt eine Übersicht über ein Kaltpilgerwalzwerk mit einem hin-und
hergehenden Gerüst 1, welches über einen Antrieb 2 mit Drehmomenten und Massenausgleich
angetrieben wird. Mit 4 ist ein im Walzprozess befindliches Rohr bezeichnet, ein
Pfeil 5 gibt die Walzrichtung an. In dem dargestellten Kaltpilgerwalzwerk sind 3
Spannfutter 3, 3 e, 3 a vorgesehen. Das Spannfutter 3 ist im Vorschubschlitten angeordnet
und dient dem Vorschub und Drehen der Rohrluppe. Vor dem Gerüst 1 ist das Einlaufspannfutter
3 e, hinter dem Gerüst 1 das Auslaufspannfutter 3 a vorgesehen. Der grundsätzliche
Aufbau der Spannfutter 3, 3 e und 3 a ist in den nachfolgenden Figuren näher erläutert.
-
Das in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Spannfutter 3 (3 e, 3a) enthält
in einem Gehäuse 6 ein als Spannhülse ausgebildetes Spannelement 7, das kegelstumpfförmig
ausgebildet ist und mit seinem Kegel mantel 21 in den Innenkegel 22 eines Spannkopfes
8 eingepaßt ist. Die Basis 20 des Spannelements 7 liegt an der Stirnfläche 19 eines
im wesentlichen rohrhülsenförmigen Widerlagers 9 an, das über ein erstes axial belastbares
Lager 11 in einem Gehäusedeckel 14 des Gehäuses 6 gelagert ist.
-
Der Gehäusedeckel 14 ist unter Zwischenschaltung einer Paßscheibe
15 m ittels Schrauben 16 am Gehäuse 6 befestigt. Auf der dem Widerlager 9 gegenüberliegenden
Seite ist eine Hohlwelle 10 durch ein zweites und drittes axial belastbares Lager
12, 13 zweifach im Gehäuse 6 gelagert. Die widerlagerseitige Stirnfläche 24 der
Hohlwelle 10 liegt an der kleineren Kegelstumpffläche 23 des Spannelements 7 an,
so daß die Hohlwelle 1o und das Widerlager 9 nur über das Gehäuse 6 miteinander
verbunden sind.
-
Auf der Hohlwelle 1o ist zwischen dem zweiten Lager 12 und dem dritten
Lager 13 ein Ritzel 29 für den Drehantrieb des Spannkopfes 8 angeordnet, welches
vom Schaltgetriebe 30 angetrieben wird. Der Basisteil 25 des Spannkopfes 8 ist über
eine Innenverzahnung 43 mit der an-dieser Stelle mit einer entsprechenden Außenverzahnung
42 versehenen Hohlwelle axial verschieblich verbunden. Zur axialen Verschiebung
des Basisteiles 25, zu dem auch die Teile 26 gehören, ist eine Verschiebevorrichtung
28 vorgesehen, die über lösbare Anschlußelemente 27 angeschlossen ist. Nach dem
Entfernen der Anschlußelemente 27 und der Verschiebevorrichtung 28 und nach dem
Lösen der Schrauben 16 sowie dem Abziehen des Widerlagers 9 können Spannkopf 8 und
Spannelement 7 durch die freiwerdende Öffnung ausgebaut werden.
-
Fig. 3 zeigt ein Spannfutter 3 in der Seitenansicht, wobei hier ein
Zahnrad 34 des Schaltgetriebes 30 erkennbar ist. Das Gehäuse 6 hat an dieser Stelle
eine entsprechende Öffnung für das Zahnrad 34. Im Bereich der Verschiebevorrichtung
28 ist eine weitere Öffnung im Gehäuse
6 vorgesehen. Zur Verschiebevorrichtung
28 gehört ein um einen Bolzen 31 schwenkbarer Hebel 28, der gelenkig an das Basisteil
25 des Soannkopfes 8 angeschlossen ist und ein hydraulischer Zylinder 33.
-
In Fig. 4 ist ein Spannelement dargestellt, welches von beiden Seiten,
jedoch nicht durchgehend, mehrere Schlitze aufweist. Die Schlitze 35 überlappen
dabei im Mittelbereich die Schlitze 36.
-
eei dem in Fig. 5 dargestellten Spannelementes 7 sind 4 Hülsensegmente
37, 38, 39, 40 über elastische Eiemente 21, hier als Federn dargestellt, miteinander
verbunden.
-
Zum Ein- und Ausbau dieser in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Sannelemente
wird der Widerlagerdeckel 14 (Fig. 2) gelöst und dieser zusammen mit dem Widerlager
9 entfernt. Durch diese lichte Öffnung 18 im Gehäuse 6 kann nun ein Spannelement
7 eine und ausgebaut bzw.
-
ausgetauscht werden. Es ist aber das seltener vorkommende Auswechseln
des Spannkopfes 8 durch die Widerlageröffnung möglich, nachdem vorher durch eine
nicht näher bezeichnete und dargestellte obere Öffnung im Gehäuse die Anschlußelemente
der Stellvorrichtung 28 gelöst worden sind.
-
- Patentansprüche-