DE2814493C3

DE2814493C3 - Schrägwalzwerk

Info

Publication number: DE2814493C3
Application number: DE2814493A
Authority: DE
Inventors: Walter Vom 4050 Moenchengladbach Dorp; Heinrich 4005 Meerbusch Steinbrecher
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1980-12-18
Also published as: CA1110884A; DE2814493A1; ATA882978A; JPS6227281Y2; US4242894A; JPS58102203U; IT7919208A0; SU969143A3; FR2421006A1; DE2814493B2; GB2017555A; PL212210A1; GB2017555B; JPS54132456A; IT1110051B; FR2421006B1; AT365482B

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägwaizwerk zum Auswalzen von Rohren gemäß dem Oberbegriff dcj Anspruches I.

Ein derartiges Schrägwalzwerk ist aus der DE-AS 19 941 bekannt. Hieraus lassen sich dünnwandige Rohre mit verdickten Enden herstellen, nicht aber Rohre mit gleichbleibender Wandstärke auch im Endenbereich und einem Wandstärken/Außendurchmesserverhältnif, kleiner als Vn. Beim Rohrquerschnitt würde bedingt durch die fehlende Abstützung beim Waben im Endenbereich des Rohrs eine Kleeblattform im Endenbereit h auftreten, durch die der Rohling sehr schnell im Walzspalt blockiert oder reißt, wenn nicht verdickte Enden in Kauf genommen werden sollen.

Als Anstellmöglichkeiten ergeben sich aus der DE-AS 19 941:

1) radiale Grundanstellung
(überStellspindeln)

2) Winkel-ürundanstellung
(beweglicher Flansch)

3) Veränderung der WinkelansteNung
(beweglicher Flansch)

3a) Veränderung der radialen Anstellung
(beweglicher Flansch)

4) Veränderung der radialen Anstellung
(Spindelspiel-Hydraulikzylihder);

Es liegt damit eine vorrichtungsgernäße Trennung von Anstellung 3/3a und 4 vor, d. h. die Anstellung 3/3a und 4 sind nicht voneinander abhängig bezüglich Zeit und Größe der Verstellung. Der Verlauf der Ortskurve des Hohen Punktes von Anstellung 3/3a und 4 ist offengelassen, d. h. es ist offen, ob die Anstellung 3/3a vor oder nach der Anstellung 4 erfolgt (verschiedene Ortskurven des Hohen Punktes bei gleicher Ausgangsund Endlage desselben),

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangsgenannte Schrägwaizwerk so auszubilden, daß bei Veränderung der Winkel-Radiusanstellung der Schrägwalzen durch Verdrehen des beweglichen Flansches der Hohe Pjnkt einer einzigen, vorgegebe- > nen Ortskurve zwangsläufig folgt

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Verstellung des beweglichen Flansches mit der Verstellung der Stellspinde! wird sichergestellt daß der sogenannte Hohe Punkt der mit einer Schulter versehenen Schrägwalzen, d. h. der den Außendurchmesser des gewalzten Rohres bestimmende Kaliberbereich der Schrägwalzen seine Lage gegenüber der Walzachse im wesentlichen beibehält. Die verringerte Schräglage dagegen verringert den Vorschub des Rohlings und führt damit zu einer verminderten Breitung, so daß die eingangs geschilderten unerwünschten Verformungen des Rohrquerschnittes im Bereich des Rohrendes vermieden werde.i.

Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen in schematischer Darstellung

Fig.] einen Teilschnitt durch ein Schrägwalzwerk nach der Linie A-Bm F i g. 2,

F i g. 2 ein Dreiwalzcnschrägwalzwerk in der Walzrichtung gesehen,
F i g. 3 eine Einzelheit aus K i g. 1 und F i g. 2,

Fig.4 ein Diagramm des Weges des Hohen Punktes der Schrägwalze,

F i g. 5 ein Dreiwalzenschrägwalzwerk mit erweiterter Verstellbarkeit.

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie A-B durch Fig. 5.

Fig. 7, 8 und 9 Diagramme des Weges des Hohen Punktes der Schrägwalze.

Das in F i g. 1 ausschnittsweise dargestellte Dreiwalzenschrägwalzwerk zeigt eine von drei Schrägwalzen 1, die als Sthulterwalze ausgebildet ist. An dieser Schrägwalze 1 ist die Lage des Hohen Punktes 38 angegeben, an dem die Umformung eines Rohlings zum Rohr vollendet wird. Zur Schrägwalze 1 gehört eine Walzenachse 2. die über Pendellager 3 und 4 in Einbaustücken 6 und 7 gelagert ist. Eine Kupplung 5 dient zum Anschluß einer nicht dargestellten Gelenkwelle, über die der Antrieb der Schrägwalze 1 erfolgt.

Das Walzgerüst besteht aus einem feststehenden Flansch 8 und einem in ringförmigen feststehenden Ständerteilen 26 drehbar gelagerten beweglichen Flansch 9, wobei in den Flanschen 8,9 die Einbaustücke 7, 6 über die Stellspindeln 11, 14 quer zur Walzachse verschieblich gelagert sind. Dem Antrieb der Stellspin-

dein 11, 14 dienen Anstellvorrichtungen 10, 13, denen Antriebswellen 12, 15 zugeordnet sind. Dabei ist die Stellspindel des feststehenden Flansches 8 über eine fest mit dem feststehenden Flansch 8 verbundene hülsenarti-

ge Spindelmutter 16 mittels der Anstellvorrichtung 10 drehbar und verschiebt während ihrer Drehung das Einbaustück 7. Während des Walzens selbst wird eine einmal eingestellte Lage der Stellspindel 11 beibehalten.

In ähnlicher Weise erfolgt auch die Grundanstellung des Einbaustückes 6 über die dem beweglichen Flansch 9 zugeordnete Stellspindel 14, wobei hier eine Gewindehülse 17 als Spindelmutter dient

Die Gewindehülse 17 weist jedoch eine Außenverzahnung 18 auf, die im Zahneingriff steht mit einem Zahnrad 19, welches drehbar auf einer Achse 23 am beweglichen Flansch 9 gelagert ist und seinerseits wiederum im Zahneingriff steht mit der Verzahnung 20 einer Zahnstange 21. Die Zahnstange 21 ist über einen Zwischenring 22 am feststehenden Flansch 8 befestigt. ii Im übrigen ist die Gewindehülse 17 über Radiallager 25 und ein Radial-Axiallager 24 im beweglichen Flansch 9 gelagert.

Der bewegliche Flansch 9 ist also mit dem feststehenden Flansch 8 über ein Getriebe gekoppelt, von dem das Zahnrad 19 ein Teil ist. Diese Getriebeverbindung ist in Fig. 3 übersichtlicher dargestellt. F i g. 3 ist ein Schnitt nach der Linie C-D durch Fig. 1. Es ist zu sehen, daß das Zahnrad 19 zwei unterschiedliche Zahnsegmente 30, 31 aufweist, wovon das Zahnsegment 30 mit der Gewindehülse 17 und das Zahnsegment 31 mit der Zahnstange 21 im Zahneingriff steht.

F i g. 2 zeigt nun das Dreiwalzenschrägwalzwerk, ein Schulterwalzwerk, auch Asselwalzwerk genannt, in der Ansicht, wobei der feststehende Flansch 8 und die feststehenden Ständerteile 26 fest mit einem Ständer 27 verbunden sind. Zum Drehen des beweglichen Flansches 9, der der Deutlichkeit halber mehrfach bezeichnet ist, dient eine Verdrehvorrichtung 28 in Form eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders, dessen Stellkolben 29 am beweglichen Flansch 9 gelenkig angeschlossen ist. In Fig. 2 sind neben dem Pendellager 3 und dem Einbaustück 6 der ersten Schrägwalze 1 auch die entsprechenden Pendellager 3' rnd Einbaustücke 6' der übrigen Schrägwalzen zu sehen. Mit 14' sind die Stellspindeln der übrigen Schrägwalzen bezeichnet.

Im nachfolgenden wird die Funktion des in den F i g. 1 - 3 dargestellten Schrägwalzwerkes erläutert.

Während des Auswalzens eines Rohlings hat das Schrägwalzwerk beispielsweise die in F i g. 1 dargestellte Position, wobei der Hohe Punk· 38 seine der Rohrachse nächste Position innehat, also ein Rohr mit dünner Wand walzt, wobei die Schräglage der Walzenachse 2 relativ groß ist, wodurch ein relativ großer Wa'zvorschub gegpben ist. Kurz vor Erreichen des rückwärtigen Endes des Rohlings wird nun die Schräglage der Walzenachse 2 durch Betätigen der Verdrehvorrichtupg 28 und damit durch Verdrehen des beweglichen Flansches 9 vermindert. Beim Verdrehen des beweglichen Flansches 9 wälzt sich das Zahnrad 19 auf der Zahnstange 21 des feststehenden Flansches 8 ab und dreht dabei die Gewindehülse 17. Da die Gewindehülse 17 axial unverschieblich im beweglichen Flansch 9 gelagert ist, verschiebt sie bei der Drehung das Einbaustück 6 in Richtung auf die Walzlinie und kompensiert auf diese Weise die durch das Vermindern der Schräglage der Walzenachse 2 an sich gegebene Abwanderung des Hohen Punktes 38 Von der Walzlinie weilgehend.

Die Kinematik dieser Getriebebewegung, d. h. diese mechanische Koppelung berücksichtigt durch die beiden unterschiedlichen Zahnsegmente 30 und 31, daß das Auswandern des Hohen Punktes aufgrund der Veränderung der Schräglage entlang einer gekrümmten Linie erfolgt, die in Fig.4 durch die strichpunktierte Linie A angedeutet ist Dieser Linie A wird die lineare Gegenbewegung durch das Verdrehen der Hülse überlagert, die in dem Diagramm mit B bezeichnet ist. Es resultiert aus den beiden Bewegungsüberlagerungen eine weitere gekrümmte Linie C, die gewisse Abweichungen, und zwar in der Größenordnung von 0,3 - 0,4 mm von der Wanddicke des gewalzten Rohres bringt. Diese geringfügigen Abweichungen lassen sich ohne besondere Maßnahmen in der Weiterverarbeitung des gewalzten Rohres zum Fertigrohr kompensieren. Im wesentlichen wird jedenfalls Rohr ohne verdicktes Ende gewalzt.

In F i g. 5 ist nun ein Dreiwalzenschrägwalzwerk dargestellt, mit dem es möglich ist, sowohl Rohre ohne verdicktes Ende zu walzen, in dem es wie das Walzwerk nach den F i g. 1 - 4 betrieben wird, oder Rohre mit normal verdicktem oder übermäßig .-,.rdicktem Ende zu walzen. Dies wird dadurch erreicht, dau nunmehr die Zahnstange 21 selbst an einem beweglichen verdrehbaren Ring 35 befestigt und der verdrehbare Ring 35 über eine Drehrichtung 36 verschiedene Positionen einnehmen ojer bestimmte Bewegungen ausführen kann. Dabei ist, wie Fig. 6 zeigt, die Koppelung der Gewindehülse 17 des beweglichen Flansches 9 mit dem feststehenden Flansch 8 wiederum über eine Art Getriebe vorgenommen, wobei nun die Gewindehülse 17 im Zahneingriff steht mit einem im beweglichen Flansch 9 auf einer Welle 34 gelagerten Zahnrad 32, welches drchfest mit einem weiteren Zahnrad 33 verbunden ist, das seinerseits mit der Verzahnung 20 der Zahnstange 21 im Zahneingriff steht. Die Zahnstange 21 ist fest mit dem beweglichen Ring 35 verbunden, an dem die Drehvorrichtung 36 angreift.

Ist die Drehvorrichtung 36 gleichsam auf Leerlauf geschaltet, so verschiebt beim Verdrehen des beweglichen Flansches 9 das Zahnrad 33 die Zahnstange 21 und verdreht dabei den beweglichen Ring 35, die Gewindehülse 17 bewegt sich jedoch nicht. Wird während des Verdrehens des beweglichen Flansches 9 der bewegliche Ring 35 über die Drehvorrichtung 36 in gleicher Richtung oder in entgegengesetzter Richtung gedreht, so führt dies zu einem Rohr mit übermäßig verdicktem Ende bzw. zu einem Rohr ohne verdicktem Ende. Dies wird anhand der Fip. 7 — 9 näher erläutert. Dabei entspricht F i g. 7 in >!cr zeichnerischen Gestaltung Fig. 4. Dabei ist noch /u erwähnen, daß durch die unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser der Zahnsegmente 30 und 31 nach Fig. 3, d.h. bei einen Schrägwalzwerk nach den Fig. 1-3 und durch uitei.schiedliche Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 32 und 33 nach F i g. 6 eine gewisse Kompensation der Abweichungen der gekrümmten Kurve A von der linearen Kurve B auf eine in der richtigen Lage liegenden Kurve Cerreicht werden kann. Auch ist dabei davon auszugehen, daß normalerweise mit einem Vorschubwinkel der Walze von 8° gewalzt und dieser im Bereich des Rohrendes auf 3⁹ reduziert wird.

Um also die in Fig. 7 oder in Fig.4 dargestellten Gegebenheiten mit einem Schrägwalzwerk nach den F i g. 5 und 6 zu erreichen, wird der bewegliche Ring 35 durch Blockieren de- Drehvorrichtung 36 festgehalten.

Um nun zu einem Rohr mit normal verdicktem Ende, also mit einer Endenverdickung von ca. 2,2 — 2,4 mm zu kommen, wird der bewegliche Ring 35 durch die

Drehvorrichtung 36 bei dem Verdrehen des beweglichen Flansches 9 auf gleiche Richtung und gleichen Winkelweg geschaltet, womit Bedingungen erreicht werden, wie sie bei der gattungsgemäßen Anlage üblich sind.

In Fig.9 nun ist die Herstellung von Rohren mit übermäßig verdicktem Ende dargestellt, wobei hier der schon in Fig.8 enthaltenen strichpunktierten Kurve A eine weitere gestrichelte Kurve B überlagert wird und sich etwa die Kurve C ergibt. Dies wird dadurch erreicht, daß der bewegliche Ring 35 um ein bestimmtes Maß in der gleichen Drehrichtung des beweglichen Flansches 9 bewegt wird, während sich der bewegliche Flansch verdreht. Dabei kann man, Wie dies Fig.9 offenbart, die Bewegung des beweglichen Ringes 35 mit etwas Verzögerung beginnen, jedoch gleichzeitig mit

Beendigung des Verdrehens des beweglichen Flansches 9 enden lassen.

Für den normalen Walzbeifieb von Untergeordneter Bedeutung ist eine nicht dargestellte Variante, mit der durch eine entsprechende Gegenbewegung des bewegliehen Ringes 35 sogar ein Verjüngen des Rohrendes erreicht Werden känm

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrägwalzwerk zum Auswalzen von Rohren mit in Einbaustücken pendelnd gelagerten Schrägwalzen, bei dem die Einbaustücke der Schrägwalzen sowohl in einem feststehenden als auch in einem um die Walzachse drehbaren Flansch angeordnet sind, wobei für die Schrägwalzen über die Verdrehung des beweglichen Flansches eine Winkel- und Radiusanstellung und über Stellspindeln und -muttern eine zusätzliche Radialanstellung vorgesehen ist, die zur Veränderung der Watzbedingungen der Rohre während des Walzens eines Rohres verstellbar sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellspindel (14) im beweglichen Flansch (9) bei Drehung des beweglichen Flansches (9) gegenüber dem feststehenden Flansch (8) über eine kinematische Kopplung (21, 20, 19, 18, 17) bzw. (21, 20,33,32, ta, 17) verstellbar ist.

2. Schrägwaizwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Zahnrad (19) zwei Zahnsegmente (30, 31) unterschiedlichen Teilkreisdurchmessers aufweist und der Teilkreisdurchmesser des der Gewindehülse (17) zugeordneten Zahnsegmentes (30) um etwa 5% größer ist als der Teilkreisdurchmesser des der Zahnstange (21) zugeordneten Zahnsegmentes (31).

3. Schrägwalzwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Za...istangen (21) fest mit einem konzentrisch zur Walzachfe angeordneten Ring (35) verbunden sind, der drehbar am feststehenden Flansch (8) gelagert ist und an ύ -m eine verriegelbare Drehvorrichtung (36) zum begrenzten Verdrehen des Ringes (35) angeschlossen ist.