DE2750888A1

DE2750888A1 - Legerohr

Info

Publication number: DE2750888A1
Application number: DE19772750888
Authority: DE
Inventors: Harold E Woodrow
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1978-07-06
Also published as: IT1090832B; FR2375923A1; JPS5385750A; US4074553A; SE7712664L; CA1062053A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HtMMERICH · (iEHO MULLf R · Π. GROSSE ■ F. POLLMEIER 22

Morgan Construction Co_aLtd_o, Worcester, Mass„/USA Legerohr

Diese Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit Lege· kopien für Walzwerke, sio befaßt sich insbesondere aber mit einem verbesserten Legerohr zur Verwendung mit diesen Legeköpfen₀

Legeköpf (> , die modernen Drahtwalzwerken oder Drahtstraßen zugeordnet sind, arbeiten mit sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten und Drehzahlen» So muß beispielsweise ein Legerohr, das einer Drahtstraße zugeordnet ist, die Walzdraht von 0.312" mit einer Fertigwalzgeschwindigkeit von 500 ft/min auswalzt, mit einer Drehzahl von 640 U/min arbeiten, um ein Walzdrahtbündel wendelförmig derart zu legen, daß die Drahtringe eine Durchmesser von ungefähr 30" haben. Umdrehungsgeschwindigkeiten dieser Größenordnung rufen jedoch proportional hohe Beanspruchungen durch die Zentrifugalkräfte hervor. Das aber bedeutet, daß die Auswahl des für das Legerohr zu verwendenden Materials im wesentlichen von den Festigkeitswerten diktiert wird.

Bei manchen Anwendungsfällen muß jedoch sehr sorgfältig darauf geachtet werden, daß die Oberfläche des Fertigungsproduktes nicht zerkratzt oder anderweitig beschädigt wird. Für derartige Anwendungsfalle muß das Material, das die Oberfläche zu führen hat, sorgfältig und in entsprechender Weise gewählt werden. Dies führt zu Problemen, weil die mechanischen Eigenschaften derartiger Führungsmaterialien im Hinblick auf die Festigkeit gegen die Zentrifugalbeanspruchung völlig unangemessen sein können.

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Ziel dieser Erfindung ist somit im wesentlichen die Herbeiführung einer Lösung durch Schaffung eines Legerohres mit mindestens einem Außenrohrabschnitt,
der eine Eintritts öffnung und eine Austrittsöffnung aufweist. Die Wahl des Werkstoffes für den Außenrohrabschnitt ist in der Hauptsache bestimmt von den
mechanischen Eigenschaften oder Festigkeitseigenschaften, ganz besonders aber von der Festigkeit im Hinblick auf Zentrifugalbeanspruchungen β In den Rohraußenabschnitt werden Futterstücke eingesetzt, die
dann eine Führungsfläche für das durchlaufende Produkt bilden. Die Auswahl des für die Futterstücke
bestimmten Materials oder Werkstoffes ist diktiert
durch die Fähigkeit dieses Materials, Kratzer oder
anderweitige Beschädigungen am herzustellenden Produkt zu vermeiden und zu verhindern. Von Haltervorrichtungen, die an den Eintrittsenden und an den
Austrittsenden des äußeren Rohrabschnittes oder der äußeren Rohrabschnitte angeordnet sind, werden die
Futterstücke derart in diesen äußeren Rohrabschnitten gehalten, daß sie ausgewechselt und ersetzt werden können.

Die Futterstücke haben vorzugsweise eine rohrartige Form, dabei hat jedes Futterstück an dem einen Ende eine nach innen gerichtete konische Nase und an dem gegenüberliegenden anderen Ende eine nach außen gerichtete trichterartige Öffnung oder Mündung. In den äußeren Rohrabschnitten sind die Futterstücke hintereinander und Ende-an-Ende angeordnet, und zwar derart, daß die Nase des einen Futterstückes in die Öffnung

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oder Mündung des dann nachfolgenden Futterstückes eingreift. Die Öffnungen oder Mündungen der Futterstücke sind alle der Durchlaufrichtung des das Legerohr passierenden Produktes entgegengesetzt ausgerichtet. Diese Anordnung und Konstruktion läßt eine Führungsfläche entstehen, die im wesentlichen nicht unterbrochen ist, die darüber hinaus im Hinblick auf die Innenfläche des äußeren Rohrabschnittes weiter radial innen liegt.

Die bereits erwähnte Haltevorrichtung ist vorzugsweise zum Teil als ein Ring ausgeführt, der an das Austrittsende eines jeden äußeren Rohrabschnittes angeschweißt ist. Der Ring hat gegenüber dem Durchmesser des äußeren Rohrabschnittes einen kleineren Innendurchmesser, wobei die konische Nase des dem Auslaß zugeordneten Futterstückes von dem Ring aufgenommen wird, d.h. in diesen Ring eingesetzt ist.

Bei Verwendung von mehreren äußeren Rohrabschnitten werden die Futterstücke an den Eintrittsenden aller äußeren Rohrabschnitt - davon ausgenommen nur das für den ersten äußeren Rohrabschnitt bestimmte Futterstück - mit vergrößerten Öffnungen oder Mündungen versehen, die in Axialrichtung bis über die vorerwähnten EintrittsÖffnungen hinausgeführt sind. Die Futterstücke an den vorerwähnten Eintrittsenden weisen darüber hinaus vorzugsweise mindestens eine Nut auf, die über eine begrenzte Strecke entlang den Außenflächen geführt ist. Die diesen Eintrittsenden zugeordnete Haltevorrichtung kann in Form von entfernbaren Paßstiften ausgeführt sein, die durch den

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äußeren Rohrabschnitt bis in die angeführten Nuten und Ausnehmungen erstrecken. Zum Auswechseln der Futterstücke brauchen nur die Paßstifte ganz einfach entfernt und herausgenommen werden, woraufhin dann die verbrauchten, abgenutzten und verschlissenen Futterstücke in Axialrichtung und durch die Eintrittsenden der äußeren Rohrabschnitte aus diesen äußeren Rohrabschnitten entfernt werden können, woraufhin dann wiederum neue Futterstücke eingesetzt werden können, ohne daß dabei die äußeren Rohrabschnitte ersetzt und ausgewechselt werden müssen«

Gegenstand dieser Erfindung ist somit ein rotierendes Legerohr für ein Walzwerk. Dieses Legerohr zumindest mit einem gekrümmten Rohrabschnitt, der Eintritts- und Austrittsenden hat. Auswechselbare Futterstücke sind in jedem Rohrabschnitt Ende an Ende angeordnet und montiert. Den Eintrittsenden und den Austrittsenden der Rohrabschnitte sind Haltevorrichtungen zugeordnet, die die Futterstücke während des Arbeitens des Legekopfes in der Einbaulage festhalten,

Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielea (der in Zeichnung dargestellten Auaführungabeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Sine zum Teil weggebrochen wiedergegebene Seitenansicht eines Legekopfes mit einem Legerohr dieser Erfindung.

Fig. 2 Einen in die Linie 2-2 von Fig. 1 gelegten Schnitt.

Fig. 3 Eine Seitenansicht des Legerohres im vergrö-

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ten Maßstab. Teile des Legerohres sind weggebrochen dargestellt»

Fig. h Eine zum Teil weggebrochen wiedergegebene Seitenansicht von einem der rohrförmigen Futterstücke im vergrößerten Maßstab»

Fig. 5 Eine zum Teil weggebrochen wiedergegebene Seitenansicht eines Futterstückes, das für das Eintrittsende eines äußeren Rohrabschnittes bestimmt ist.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, weist der als eine im wesentlichen konventionelle Konstruktion 10 ausgeführte Legekopf 10 ein Gehäuse 12 auf, von dem aus eine Schürze lk stationär nach unten geführt ist. In diesem Gehäuse 12 untergebracht ist ein rotierender Legekopf l6, an dem ein gekrümmtes und nach unten sich erstreckendes Legerohr 18 befestigt ist. Bei die sem Ausführungsbeispiel, welches aus Darstellungsgrün den gezeigt wird, besteht das Legerohr 18 aus einem gekrümmten oberen Rohrabschnitt 18a und aus einem gekrümmten unteren Rohrabschnitt l8b. Es dürfte klar sein, daß die Anzahl der Rohrabschnitt solange nicht kritisch ist, als nur mindestens ein solcher Rohrabschnitt vorgesehen wird₀ Der obere Rohrabschnitt I8a ist mit seinem Eintrittsende 18a' auf die Drehachse "A" des Legekopfes l6 ausgerichtet und weist darüber hinaus auch noch eine Einlaufführung 20 auf, durch die das Produkt von einer anderen Zuführungsvorrichtung aus - diese ist nicht dargestellt - in den Legekopf geführt wird.

Die beiden Rohrabschnitte 18a und 18b werden in

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ter Weise von einer Stützkonstruktion gehalten. Diese Stützkonstruktion ist mit der allgemeinen Hinweiszahl 22 gekennzeichnet und vom rotierenden Legekopf l6 aus nach unten geführt. Zum Legekopf 16 gehört das Kegelrad 2*4, das in ein Kegelrad 26 eingreift und mit diesem Kegelrad 26 kämmt, das auf einer Antriebswelle 28 sitzt und über eine Kupplung 30 mit der Antriebswelle 32 eines Antriebsmotors 3U in Verbindung steht.

Das Austrittsende l8a" des Rohrabschnittes 18a ist auf das Eintrittsende 18b¹ des Rohrabschnittes 18b ausgerichtet und geführt. Der Rohrabschnitt 18b endet seinerseits wiederum in dem Austrittsende I8b". Wird der Motor 3k mit einer der Durchlaufgeschwindigkeit des in das Legekopfsystem 10 einlaufenden Produktes entsprechenden und angepaßten Geschwindigkeit oder Drehzahl in Betrieb genommen - das Produkt läuft dabei durch die Führung 20 in das Legekopfsystem 10 ein, dann wird das aus dem Austrittsende I8b" aus dem Legerohr 18 austretende Produkt zunächst einmal zu einer Spirale oder Wendel geformt und dann erst auf in einer (nicht dargestellten) und darunter angeordneten Auffangvorrichtung aufgefangen und abgelegt. Bei dieser Auffangvorrichtung kann es sich um Auffangwanne handeln, oder aber um eine Transportvorrichtung, was immer von den nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen abhängig ist, die durchzuführen sind.

Das Material für die gekrümmten Rohrabschnitte 18a und 18b wird in erster Linie derart ausgewählt, daß es die Zentrifugalkräfte und Zentrifugalbelastungen aushalten kann, die dann aufkommen, wenn der Legekopf

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arbeitet und sich rotierend bewegt. Ein geeigneter Werkstoff ist beispielsweise für diesen Fall nichtrostender Stahl oder Edelstahl, obgleich dafür auch noch andere Werkstoffe oder Materialien geeignet sind. Diese Werkstoffe können zwar von ihrer Festigkeit her die Zentrifugalkräfte und Zentrifugalbelastungen aushalten, sie zerkratzen aber das herzustellende Produkt dann, wenn dieses Produkt mit ihrer Oberfläche in Berührung kommt»

Wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist, wird diese Schwierigkeit oder dieses Problem mit dieser Erfindung dadurch vermieden, daß mehrere Futterstücke 36 aneinandergereiht in die Rohrabschnitte 18a und 18b eingesetzt werden. Fig„ h läßt erkennen, daß es sich bei jedem der Futterstücke 36 um solche Futterstücke handelt, die im wesentlichen in Form eines Rohres ausgeführt sind und bei denen ein ringförmiger und radial angeordneter Ansatz 38 an dem einen Ende eine sich konisch ausweitende und trichterförmige Mündungsöffnung ^O umschließt _t bei denen weiterhin ein anderer ringförmiger und radial angelegter Ansatz am anderen Ende in der Nähe einer nach innen gerichteten und konischen Nase kk angeordnet ist. Fig. 3 zeigt, daß dann, wenn die Futterstücke Ende an Ende in den äußeren Rohrabschnitten 18a und 18b angeordnet sind, sich die konischen Nasen und Ansätze kk des jeweiligen Futterstückes 36 in der Mündungsöffnung des dann folgenden Futterstückes 36 befinden, so daß im Hinblick auf die Bewegungsrichtung des das Legerohr durchlaufenden Produktes die Mündungsöffnungen ^O

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2750888 28.10.1977 -tr ailer Futterstücke gegen diese Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Die Innenflächen 46 der Futterstücke 36 werden somit derart wirksam und arbeiten somit derart zusammen, daß sie eine Führungsfläche bilden, die gegenüber den Innenflächen 48 des Rohrabschnittes 18a und des Rohrabschnittes l8b radial weiter nach innen zu angeordnet ist.

Das mit Fig. 5 dargestellte Futterstück 36', das dem Eintrittsende 18b' des Rohrabschnittes 18b zugeordnet ist, weist eine erweiterte und vergrößerte Mündungsöffnung 40' auf. Diese MündungsÖffnung 40¹ ist in Axialrichtung bis über das Eintrittsende 18b¹ hinausgeführt .

In den Rohrabschnitten 18a und 18b werden die Futterstücke von Haltevorrichtungen festgehalten, die den Eintrittsenden und den Austrittsenden der Futterstücke und der Rohrabschnitte zugeordnet sind. Die Haltevorrichtungen an jedem Austrittsende sind (nach Fig. 3) als eine Ringkonstruktion 50 ausgeführt, die unter Anwendung irgendeines konventionellen BefestigungsVerfahrens , beispielsweise durch Anschweißen, an dem jeweils zutreffenden Austrittsende des Rohrabschnittes befestigt werden. Der Innendurchmesser der Ringkonstruktion 50 ist kleiner als der Innendurchmesser des Rohrabschnittes, an der sie befestigt ist. Die konische Nase oder der konische Ansatz 44 des Futterstükkes 36 wird in die Ringkonstruktion 50 eingesetzt und wird somit auch von dieser Ringkonstruktion 50 in der Einbaulage festgehalten.

Am Eintrittsende des Rohrabschnittes 18b weist das

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Futterstück 36' mindestens eine Aussparungen und vorzugsweise melu'ere ,,ussparungen 52 auf, die sich längs der Außenfläche des Futterstückes '}6' über eine begrenzte Strecke in Längsrichtung erstrecken,, Die Halte- und Befestigungsvorrichtung an der Eintrittsseite 18b ' des Rohrabschnittps 18b besteht auch den Paßbolzen ^k, wobei jeweiJ: ein Paßbolzen ^ryk einer Aussparung 52 zugeordnet ist. Die Bolzen 5k, die mit Gewindeabschnitten versehen sind, werden in Muttern 56 eingeschraubt, die an den Rohrabschnitt I8b angeschweißt sind und sich über Bohrungen im Rohrabschnitt 18b befinden» Durch diese Bohrungen erstrecken sich die Bolzen ^k dann bis in die Aussparungen 52 des Futterstückes 36'. Das Zusammenwirken der Ringkonstruktion 50, die am Austrittsende 18b" auf das Futterstück 36 einwirkt, und der Bolzen5^, die am Eintrittsende 18b' auf das Futterstück 36' einwirken, hat zur Folge, daß die Futterstücke in ihrer aneinandergereihten Anordnung im Rohrabschnitt l8b festgehalten werden. Um die Futterstücke 36, die sich im oberen Rohrabschnitt l8a befinden, auswechseln und ersetzen zu können, müssen die Rohrabschnitt zuerst von der Halterung 22 und vom rotierenden Legekopf 16 gelöst und entfernt werden.

Das Material oder der Werkstoff für die Futterstükke 36 und 36 · wird in erster· Linie so gewählt, daß die Führungsfläche das durch die Legerohrkonstruktion durchlaufende Produkt nicht zerkratzen oder anderweitig beschädigen kann. Ein Beispiel für einen derartigen Werkstoff wäre Gußeinsen, das im Schleuderguß

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gegossen worden ist. Verschlissene und abgenutzθ Futterstücke 36 und 36' können ersetzt werden, ohne daß gleichzeitig die äußeren Rohrabschnitte IBa und l8b ersetzt werden müssen,

Bei dieser Erfindung handelt es sich somit um eine Kombination von idealen Eigenschaften für ein Legerohr, beispielsweise eine Kombination der großen Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Zentrifugalkräfte und Zentrifugalbelastungen,(die durch die äußeren Rohrabschnitte 18a und 18b gegeben ist), und der Fähigkeit, das Produkt so zu führen, daß es nicht zerkratzt oder anderweitig beschädigt';wird, (und zwar aufgrund des Materials oder Werkstoffes, der für die auswechselbaren Futterstücke 36 und 36' gewählt worden ist).

Sofern Änderungen und Modifikationen, die nicht vom Geist und Umfang dieser Erfindung abweichen, an der mit dieser Patentbeschreibung beschriebenen Ausführung des Erfindungsgegenstandes vorgenommen werden, sollen diese Änderungen und Modifikationen von dieser Erfindung erfaßt werden.

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l.J Rotierendes LegeroJir, das in einem Walzwerk lange und sich in Längsrichtung bewegende Produkte zu einer Spirale oder einer Wendel formt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Legerohr aus mindestens einem gekrümmten Rohrabschnitt mit Eintritts- und Austrittsoiiden besteht; daß eine Auskleidung in Axialrichtung in diesen Rohrabschnitt eingeführt und eingesetzt wird und dann zur Führung des das Legei'ohr dui'uhlaufenden Produktes eine Führungsfläche bildet; daß diese Führungsfläche gegenüber der Innenfläche des äußeren Rohrabschnittes weiter radial nach innen angeordnet ist; daß schließlich an den Eintritts- und Austrittsenden des vorerwähnten Rohrabschnittes Haltevorrichtungen oder Befestigungsvorrichtungen vorgesehen sind, die die vorerwähnte Auskleidungsvorrichtungen in Axialrichtung in dem angegebenen Rohrabschnitt festzuhalten hat.

2. Rotierendes Legerohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angegebene Rohrauskleidung aus mehreren rohrartigen Futterstücken besteht; daß jedes dieser Futterstücke eine nach innen ausgerichtete Nase oder einen nach innen ausgerichteten Ansatz an dem einem Ende hat und an dem anderen Ei»·!.? mit einer sich konisch ausweitenden und trichterförmigen MindungsÖffnung versehen ist> daß die vorerwähnten Futterstücke in dem Rohrabschnitt aneinandergereiht und Ende an Ende

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angeordnet sind, und zwar derart, daß die Nase oder der Ansatz eines Futterstückes in der trich terförmigen Öffnung des dann folgenden Futterstückes sitzt, wobei die Mündiuigsöffnungen der angegebenen Futterstücke alle entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des das Legerohr passierenden Produktes nach oben ausgerichtet sind»

ο Rotierendes Legerohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angeführten Haltevorrichtungen oder Befestigungsvorrichtungen zum Teil als Ringkonstruktionen ausgeführt sind; daß diese Kingkonstruktionen an den Austrittsenden des angeführten Rohrabschnittes befestigt sind; daß diese Ringkonstruktionen gegenüber dem Innendurchmesser des Rohrabschnittes einen kleineren Innendurchmesser haben und den konischen Ansatz des Futterstückes, das diesem Austrittsende zugeordnet ist aufnehmen, wobei das Ansatzstück axial in dieser Ringkonstruktion aufgenommen und festgehalten wird.

k. Rotierendes Legerohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Futterstück an der Eintrittsöffnung des Rohrabschnittes eine größere Trichteröffnung hat, die in Axialrichtung über das vorerwähnte Eintrittsende hinausgeführt ist.

5, Rotierendes Legerohr nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Eintrittsende zugeordnete rohrartige

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Futterstück mit mindestens einer Aussparung versehen ist, die sich über die Oberfläche des Futterstückes über eine begrenzte Strecke in Längsrichtung erstreckt; daß zu den Haltevorrichtungen oder Befestigungsvorrichtungen weiterhin auch noch lösbare und entfernbare Paßbolzen gejiireii, -Mi- sich von dem Rohrabschnitt aus bis in die zuvor angeführte Aussparung erstrecken.

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