DE2747317C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zum Herstellen konisch kalibrierter Metallblöcke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Konisch kalibrierte Metallblöcke werden beispielsweise als Vorprodukt für die Herstellung nahtloser Rohre verwendet. Ein glühender Metallblock wird in einer runden Preßform durch einen zylindrischen Lochdorn zu einer Rohrhülse fließgepreßt, die dann auf einer Stoßbank zum Rohr ausgestreckt wird.

Um eine große Standzeit der Preßform und ein leichtes Ausstoßen des Lochstückes aus der Preßform nach dem Anlochen sicherzustellen, wird der Preßform innen eine leicht konische Form von bis 1% Neigung gegeben. Dabei empfiehlt es sich, daß auch der zu lochende Metallblock konische Form hat, da andernfalls die Gefahr besteht, daß der Block unter der Einwirkung des Lochdornes innerhalb der Preßform seitlich ausweicht und sodann exzentrisch angelocht wird. Wird der Metallblock aber nicht zentrisch angelocht, läßt sich beim nachfolgenden Strecken des Lochstückes auf der Stoßbank kein Rohr mit gleichmäßiger Wandstärke herstellen.

Die DE-OS 24 24 587 zeigt eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art. Die beiden Walzen dieser Walzvorrichtung sind mit ihren Drehachsen an den Enden zweier Schwenkhebel angebracht. Die Walzen werden an einem ruhenden Metallblock entlanggeführt, wobei sie sich an einander gegenüberliegenden Abrollbahnen abstützen, die geringfügig konisch angeordnet sind, so daß der Metallblock eine entsprechend konische Form erhält. Wegen der unterschiedlichen Laufrichtungen der Walzen am Metallblock einerseits und an den Abrollbahnen andererseits können sich die Walzen nicht direkt an den Abrollbahnen abstützen, sondern es sind zu den Walzen koaxiale Laufrollen vorgesehen, über die sich die Walzen indirekt an den Abrollbahnen abstützen. Der Metallblock muß eine ganz genaue Lage bezüglich der Abrollbahnen besitzen, damit der konisch kalibrierte Block die gewünschten Abmessungen besitzt. Die gesamte Walzenanordnung wird mit Hilfe eines Hydraulikzylinders bewegt. Die gesamte Anordnung einschließlich Hydraulikzylinder mit Kolbenstange, Abrollbahnen und Laufrollen, die sich an den Abrollbahnen abstützen, ist sehr aufwendig. Die Kolbenstange muß sowohl beim Arbeitshub als auch beim Rückhub in eine exakt definierte Lage gebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist als die oben beschriebene, bekannte Walzvorrichtung, und bei der die Walzen nach jedem Walzvorgang selbsttätig in dieselbe Ausgangslage zurückgebracht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Da die Walzen ein in Umlaufrichtung sich konisch öffnendes Kaliber aufweisen, sind konisch anzuordnende Abrollbahnen überflüssig. Die Konizität wird durch die spezielle Form der Walzen erreicht. Durch das Gegengewicht werden die Walzen nach jedem Walzvorgang automatisch in ihre Ruhelage zurückgebracht, und zwar ohne daß dazu ein besonderer Antrieb notwendig wäre. Die Walzen nehmen immer dieselbe Ruhelage ein.

Aus der Zeitschrift Blech, Rohre, Profile 3/1970, 17. Jahrgang, S. 63-67, ist eine Walzvorrichtung zum konischen Kalibrieren von Blöcken für die anschließende Rohrherstellung bekannt, bei der zwischen zwei angetriebenen Walzen in einer Umdrehung die konische Blockform erzeugt wird. Der Block wird mittels eines Einstoßens in die ständig rotierenden Walzen zu dem Zeitpunkt eingestoßen, an dem die Walzen die richtige Position für den Beginn des Kalibrierens haben. Einen Hinweis darüber, wie die konische Form erzeugt wird, enthielt dieser Artikel nicht.

Auch sind Walzvorrichtungen zum Herstellen konischer Stäbe etc. bekannt, vgl. die DE-PS 8 20 734, bei denen die Walzen ebenfalls um ortsfeste Achsen drehbar angeordnet sind und bei denen die Walzen über den Umfang sich konisch erweiternde oder verengende Kaliber aufweisen. Über die Zurückstellung der Walzen in eine definierte Ausgangslage, die für eine bestimmte, gleichmäßige Blockgröße Voraussetzung ist, ist nichts ausgesagt.

Schließlich ist es auch bekannt, vgl. die DE-PS 1 71 663, bei einer Walzvorrichtung mit zwei um ortsfeste Achsen drehbaren Kaliberwalzen eine Walze permanent umlaufen zu lassen, während die andere Walze intermittierend jeweils eine Teildrehung vollzieht. Dazu besitzen beide Walzen ein Zahnsegment. Wenn das Zahnsegment der ständig umlaufenden Walze mit dem Zahnsegment der anderen Walze in Eingriff kommt, wird letztere Walze entsprechend der Länge des Zahnsegments gedreht. Kommen beide Zahnsegmente außer Eingriff, so wird die intermittierend gedrehte Walze durch ein an ihr mit einem Hebel befestigtes Gewicht in die Ausgangsstellung zurückgedreht. Eine solche Walzvorrichtung eignet sich speziell zur Herstellung von Massenprodukten, wie Schlüsseln, Messer und dergleichen. Beim Walzen von konisch kalibrierten Metallblöcken jedoch kann schwerlich mit einer dauernd angetriebenen Walze und einer intermittierend angetriebenen Walze gearbeitet werden.

Die Walzen können gemäß der Erfindung unter einen motorischen Antrieb gestellt sein, ohne daß dies jedoch eine Voraussetzung wäre. Es kann auf einen motorischen Antrieb der Walzen also auch völlig verzichtet werden; dann wird der Metallblock allein mittels einer Vorschubstange durch das nicht angetriebene Walzengerüst hindurchgedrückt; hierbei drehen sich die Walzen, sobald sie von den Kanten des Blockes berührt werden, entsprechend der Durchstoßgeschwindigkeit des Blockes unter dessen Verformung mit.

Sind die Walzen jedoch zusätzlich unmittelbar selbst unter einen motorischen Antrieb gestellt, empfiehlt es sich, daß die Einwirkung des motorischen Antriebes auf die Walzen nach Beendigung jedes Walzvorganges für die Zeit der Verdrehung der Walzen in ihre Ausgangsstellung aufhebbar ist. Es wird der motorische Antrieb der Walzen nach Beendigung des Walzvorganges abgetrennt, und es wird das Gegengewicht allein durch die Einwirkung der Schwerkraft unter Verringerung des schwerkraftbedingten Drehmomentes in seine Ruhelage zurückgebracht, unter Verdrehung der Walzen in ihre Ausgangsstellung. Sind die Walzen wieder in ihre Ausgangsstellung gelangt, kann der motorische Antrieb erneut eingreifen.

Die Vorrichtung wird nach der Erfindung dadurch vorteilhaft gestaltet, daß die der Ruhelage des Gegengewichtes entsprechende Ausgangsstellung der Walzen veränderbar ist. Bei Verwirklichung dieses Merkmals können ohne Austausch der Walzen Blöcke ganz unterschiedlicher Länge verformt werden, indem die Walzen bei geänderter Blocklänge lediglich in ihrer der Ruhelage des Gegengewichtes entsprechenden Anfangsstellung beim Walzvorgang verändert zu werden brauchen. Ist die in die Walzen eingeschnittene Konizität nicht linear, kann den Metallblöcken bei einer solchen Veränderbarkeit der Ausgangsstellung der Walzen außerdem lediglich durch Änderung der Ausgangsstellung unterschiedliche Konizität verliehen werden.

An mindestens einer Welle einer Walze ist eine kreisförmige Scheibe drehfest angekuppelt, wobei die Drehachse dieser Walze senkrecht zur Scheibenebene verläuft, wobei über die Scheibe umfangsseitig ein mit ihr fest verbundenes Seil geführt ist, an dessem freien Ende ein das schwerkraftbedingte Drehmoment ausübendes Gegengewicht befestigt ist.

Alternativ kann an mindestens einer Welle einer Walze eine Pendelstange drehfest angekuppelt sein, die an ihrem freien Ende ein das schwerkraftbedingte Drehmoment ausübendes Gewicht trägt.

Soweit die Walzen des Walzgerüstes unter einen motorischen Antrieb gestellt sind, empfielt es sich, eine Ausrückkupplung vorzusehen, mittels derer die motorisch angetriebenen Walzen nach Beendigung eines Walzvorganges für die Zeit der Verdrehung der Walzen in ihre Ausgangsstellung abtrennbar sind. Hier werden die motorisch angetriebenen Walzen nach Durchgang eines Metallblockes durch das Walzgerüst über die Ausrückkupplung vom motorischen Antrieb abgetrennt, damit das Gegengewicht die Walzen in die Ausgangsstellung bringen kann. Die Kupplung wird beispielsweise erst dann wieder eingerückt, wenn der nächste Block mit seiner Stirnseite die Walzen erreicht.

Ist der Walzvorrichtung im vorbeschriebenen Sinne eine kreisförmige Scheibe zugeordnet, läßt sich die Ausgangsstellung der Walzen, z. B. im Falle unterschiedlich langer Metallblöcke in den aufeinanderfolgenden Walzvorgängen, auf einfache Weise dann verändern, wenn der Angriffspunkt des Seiles an der Scheibe umfangsseitig in Umlaufrichtung der zugehörigen Walze verlegbar ist. Andererseits ist die Ausgangsstellung der Walzen, wenn an mindestens einer Welle einer Walze eine Pendelstange, wie vorbeschrieben, drehfest angekuppelt ist, dann leicht veränderbar, wenn die Pendelstange an der ihr zugehörigen Walzenwelle lösbar und ihr gegenüber in Umlaufrichtung versetzbar angekuppelt ist.

Die vorbestimmten Abmessungen werden beim Walzen vor allem dann auf sichere Weise erreicht, wenn die Wellen sämtlicher Walzen über Zahnräder miteinander in Eingriff stehen und nur ein Gegengewicht zur Erzeugung eines schwerkraftbedingten Drehmomentes an einer Walzenwelle vorgesehen ist.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weist das Walzgerüst vier in einer gemeinsamen Ebene liegende Walzen auf, wobei jeweils zwei Walzen unter Bildung eines Horizontal- und eines Vertikalwalzenpaares zueinander parallel angeordnet sind und in entgegengesetzter Richtung zueinander umlaufen. Dabei sind die Wellen der vier Walzen vorzugsweise über Kegelräder miteinander in Eingriff gestellt. Eine solche Verbindung der Walzen empfiehlt sich insbesondere, wenn sie ein Rundkaliber aufweisen, um insoweit ein geschlossenes Rundkaliber zu gewährleisten.

Das Walzgerüst kann aber auch als Duo-Walzgerüst mit zwei zueinander parallelliegenden, in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Walzen ausgebildet sein. Insoweit sind die Wellen der Walzen zweckmäßig über Stirnräder miteinander in Eingriff gestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele einer Walzeinrichtung erläutert. Bei beiden Ausführungsbeispielen dient die Walzeinrichtung dazu, Metallblöcke, die aus stranggegossenem Material gewonnen sind und über ihre gesamte Länge einen gleichermaßen achtkantigen Querschnitt gleicher Kantenlänge besitzen, konisch mit kreisrundem Querschnitt zu kalibrieren. Die so kalibrierten Metallblöcke sind für die Weiterverarbeitung zu nahtlosen Rohren im Lochverfahren nach Ehrhardt bestimmt. Die Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich in den Einrichtungen, welche das schwerkraftbedingte Drehmoment erzeugen. Es zeigt

Fig. 1 die Walzeinrichtung mit einem Walzgerüst gemäß der Erfindung in Draufsicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 die Walzeinrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht gemäß der Linie II-II der Fig. 1, teilweise geschnitten;

Fig. 3 das Walzgerüst der Walzeinrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Vertikalansicht gemäß der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 einen Teil der Walzeinrichtung in einer Vertikalansicht gemäß der Linie IV-IV der Fig. 2, teilweise geschnitten;

Fig. 5 und 6 die bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel das schwerkraftbedingte Drehmoment auf die Walzen der Walzeinrichtung der Fig. 1 bis 4 erzeugenden Einrichtungen;

Fig. 7 die Walzen der Walzeinrichtung nach den Fig. 1 bis 6 im Vertikalschnitt gemäß der Linie VII-VII der Fig. 3.

Das Walzgerüst 1 der in der Zeichnung dargestellten Walzeinrichtung trägt auf seiner Grundplatte 1a insgesamt vier nicht unter einen motorischen Antrieb gestellte Walzen 2, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Es sind jeweils zwei Walzen 2 unter Bildung eines Horizontalwalzenpaares 2a und eines Vertikalwalzenpaares 2b parallel zueinander angeordnet, wobei die Walzen 2 jedes Walzenpaares 2a bzw. 2b in entgegengesetzter Richtung zueinander umlaufen, wie die die Umlaufrichtung anzeigenden Pfeile X in den Fig. 1, 2 und 7 verdeutlichen.

Sämtliche Walzen 2 haben die Form sogenannter Walzscheiben mit formmäßig übereinstimmenden Kalibereinschnitten. Und zwar weisen sie ein in Umlaufrichtung X konisch sich öffnendes Rundkaliber auf. Dabei ist in jede Walze 2 ein Viertel des Rundkalibers eingeschnitten. Entsprechend der gewählten Konizität ändert sich der Durchmesser des Rundkalibers in Umlaufrichtung X. Die Kalibereinschnitte, die ähnlich denen der Walzen eines Pilgerschrittwalzwerkes ausgebildet sind, sind im einzelnen aus Fig. 7 ersichtlich.

Den Walzen 2 werden die zu verformenden Achtkantblöcke 3 bestimmter Länge in vorgewärmtem Zustand zugeführt. Dabei wird jeder Block 3 mittels einer in einem Hydraulikzylinder 4 hin und her bewegbaren Schubkolbenstange 5 durch eine Einlaufführung 6 hindurch in den Eingriffsbereich der Walzen 2 bewegt, in Richtung des Pfeiles Y. Nachdem der Metallblock 3 den Eingriffsbereich der Walzen 2 wieder verlassen hat, wird er über einen Rollgang 7 zu einer runden Preßform geführt, in welcher der Metallblock 3 durch einen zylindrischen Lochdorn angelocht wird. Die Preßform und der Lochdorn sind nicht dargestellt.

Die Wellen 8 der vier Walzen 2 stehen über Kegelräder 9 miteinander in Eingriff, wie im einzelnen Fig. 3 zeigt. Demgemäß wird jeder Metallblock 3 allein unter Einwirkung der Schubkolbenstange 5 durch den Eingriffsbereich der Walzen 2 unter Verformung zu einem konisch kalibrierten Metallblock mit kreisrundem Querschnitt hindurchgeführt. Und zwar drehen sich die Walzen 2, sobald sie von den Kanten des Metallblockes 3 berührt werden, in Richtung X mit. Dabei erhält der Block die konisch runde Form, die dem in Richtung X fortschreitend sich öffnenden Rundkaliber entspricht.

Damit die Walzen 2 des nicht angetriebenen Walzgerüstes 1 nach einem einzelnen Walzvorgang in ein und dieselbe Ausgangsstellung zurückgelangen, so daß die in die Walzeinrichtung eingelegten Blöcke jeweils gleichartig verformt werden, sind die Walzen 2 unter die Einwirkung eines gemeinsamen, aufgrund der Schwerkraft ein Drehmoment auf sie ausübenden Gegengewichtes 10 gestellt. Hierzu ist die Welle 8′ der obenliegenden Walze 2 des Horizontalwalzenpaares 22 an einem Ende verlängert. An diesem verlängerten Wellenende ist im Falle beider Ausführungsbeispiele eine kreisrunde Scheibe 11 drehfest angekuppelt, wobei die Scheibenebene jeweils senkrecht zur verlängerten Walzenwelle 8′ verläuft. Die Scheibe 11 ist außerdem in beiden Fällen an ihrem Umfang mit mehreren Löchern 12 versehen.

Im Falle des ersten Ausführungsbeispiels ist an das freie Ende der verlängerten Walzenwelle 8′, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, außerdem eine Pendelstange 13 drehfest angekuppelt, die endseitig das Gegengewicht 10 trägt. Andererseits ist beim zweiten Ausführungsbeispiel, wie Fig. 6 zeigt, über die kreisförmige Scheibe 11 umfangsseitig ein mit ihr fest verbundenes Seil 14 geführt, welches endseitig ebenfalls das Gegengewicht 10 trägt.

Während jedes Walzvorganges wird das Gegengewicht 10 im Falle beider Ausführungsbeispiele bei Verdrehung der Walzen 2 aus ihrer Ausgangsstellung unter Vergrößerung des schwerkraftbedingten Drehmomentes aus seiner Ruhelage herausbewegt; und zwar wird das Gegengewicht jeweils angehoben. Nach Beendigung des Walzvorganges, wenn der Metallblock den Eingriffsbereich der Walzen 2 wieder verlassen hat, wird das Gegengewicht 10 andererseits allein durch die Einwirkung der Schwerkraft unter Verringerung des schwerkraftbedingten Drehmomentes in seine Ruhelage zurückgebracht, indem das Gegengewicht 10 wieder nach unten abgesenkt wird; hierbei werden die Walzen in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht.

Die der Ruhelage des Gegengewichtes 10 entsprechende Ausgangsstellung der Walzen ist im Falle beider Ausführungsbeispiele veränderbar. Hierzu ist die Pendelstange 13 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 an der ihr zugehörigen Walzenwelle 8′ bei fester Verbindung von Scheibe 11 und Welle 8′ lösbar und ihr gegenüber in Umlaufrichtung X der zugehörigen Walze versetzbar angekuppelt. Und zwar ist an der Pendelstange 13 ein ihr gegenüber federnd gelagerter Stift 15 befestigt, der in eines der Löcher 12 der Scheibe 11 eingreift. Wird die Pendelstange 13 von der Welle 8′ abgelöst und der Stift 15 aus dem Loch 12 der Scheibe 11 entfernt, kann die Pendelstange 13 gegenüber der Welle 8′ auf einfache Weise versetzt werden. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist nach der Fig. 6 der Angriffspunkt des Seiles 14 an der Scheibe 11 über einen Stift 15 umfangsseitig in Umlaufrichtung X der zugehörigen Walze 2 verlegbar. Und zwar ist das Seil 14 an dem Stift 15 befestigt, welcher durch eines der Löcher 12 der Scheibe 11 hindurchgesteckt ist. Der Angriffspunkt des Seiles 14 kann mithin leicht dadurch verlegt werden, daß der Stift 15 aus dem Loch 12 herausgenommen und in eines der anderen Löcher 12 eingesteckt wird.

Indem die Walzen 2 nach Beendigung jedes Walzvorganges unter Verdrehung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht werden, erhalten die in den Eingriffsbereich der Walzen 2 gelangenden Metallblöcke 3 bei gleichbleibender Ausgangsstellung der Walzen 2 an ihrer vorderen Stirnseite und beim Walzvorgang sodann über ihre gesamte Länge jeweils gleiche Abmessungen, die dem Inneren der Preßform entsprechen, in welcher die Metallblöcke nach ihrer Verformung durch einen Lochdorn angelocht werden.

Claims (11)

1. Walzvorrichtung zum Herstellen konisch kalibrierter Metallblöcke mit mindestens zwei Walzen, die ein Kaliber, insbesondere Rundkaliber zur Herstellung von Vormaterial für nahtlose Rohre aufweisen, bei der die Walzen und der Metallblock für den Kalibriervorgang mittels eines Antriebs gegeneinander bewegbar sind und bei der die Walzen nach dem Kalibriervorgang in die Ausgangslage zurückbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (2) um ortsfeste Achsen drehbar sind und ein in Umlaufrichtung konisch sich öffnendes bzw. verengendes Kaliber aufweisen und daß auf die Walzen (2) mittels eines Gewichtes (10) ein Drehmoment im Sinne der Zurückdrehung in die Ausgangslage ausgeübt wird.

2. Walzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen zusätzlich motorisch angetrieben werden, wobei der Antrieb nach Beendigung eines Walzvorgangs für die Zeit der Zurückdrehung der Walzen (2) in ihre Ausgangslage stillgesetzt ist, insbesondere mittels einer Ausrückkupplung, die den Antrieb von den Walzen abtrennt.

3. Walzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen derart miteinander gekoppelt sind, daß sie sich beim Walzvorgang sowie bei der Zurückdrehung synchron bewegen.

4. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (10) mittels eines Seils und einer Seilscheibe (11) an mindestens einer der Walzen angebracht ist.

5. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Walze (2) eine Pendelstange (13) drehfest angekuppelt ist, die an ihrem freien Ende das Gewicht (10) trägt.

6. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ruhelage des Gewichts (10) entsprechende Ausgangsstellung der Walzen (2) veränderbar ist.

7. Walzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt des Seils (14) an der Seilscheibe (11) in Umlaufrichtung der zugehörigen Walze verlegbar ist.

8. Walzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstange (13) an der ihr zugehörigen Walze lösbar und in Umlaufrichtung der Walze versetzbar angebracht ist.

9. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (8) sämtlicher Walzen (2) über Zahnräder (9) miteinander in Eingriff stehen und nur ein Gewicht (10) an einer Walzenwelle (8) angreift.

10. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vier in einer gemeinsamen Ebene liegende Walzen (2) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei Walzen unter Bildung eines Horizontal- und eines Vertikal-Walzenpaares (2a bzw. 2b) zueinander parallel liegen und in entgegengesetzter Richtung umlaufen, und die Wellen (8) der vier Walzen (2) über Kegelräder (9) miteinander in Eingriff stehen.

11. Walzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzvorrichtung als Duo-Walzgerüst mit zwei zueinander parallelliegenden, in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Walzen (2) ausgebildet ist, wobei deren Wellen (8) über Stirnräder (9) miteinander in Eingriff stehen.