DE2825008C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pilgerschrittwalzwerk der im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Art.

Aus der DE-AS 16 02 135 ist ein Verfahren zum Herstellen von Rohren aus Zirkon und Legierungen auf Zirkonbasis durch Kaltwalzen auf einem Pilgerschrittwalzwerk bekannt, bei dem der Vorschub des Rohlings zusammen mit dem Vorschub der gesamten Rohrschiebevorrichtung erfolgt, was große dynamische Belastungen des Antriebs hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pilgerschrittwalzwerk der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die kinematischen Verbindungen vom Werk für den Vorschub des Rohlings und dessen Drehung und Vorrichtung zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens es gestatten, die Schnelläufigkeit des Walzwerks zu erhöhen.

Dies wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen

Fig. 1 bis 3 Anordnungsschemas der Arbeitswalzen und des Rohlings auf dem Dorn in verschiedenen Walzstadien,

Fig. 4 Schaubild der Rohlingsbewegung,

Fig. 5 Gesamtansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Pilgerschrittwalzwerks in Ansicht von der Bedienungsseite aus,

Fig. 6 das Pilgerschrittwalzwerk von Fig. 5 in Draufsicht,

Fig. 7 das kinematische Schema eines Pilgerschrittwalzwerks,

Fig. 8 das Vorschubwerk des Pilgerschrittwalzwerks im Schnitt durch die Horizontalebene, die durch die Drehachsen der Dornstangen und der Vorschubspindel verläuft,

Fig. 9 Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig. 10 Schnitt nach Linie X-X der Fig. 8,

Fig. 11 den Rohrdrehmechanismus des Pilgerschrittwalzwerks im Längsschnitt,

Fig. 12 Schnitt nach Linie XII-XII der Fig. 11.

Das Pilgerschrittwalzen von Rohren erfolgt in einem ortsfesten Gerüst 1 mit kontinuierlich umlaufenden Arbeitswalzen 2. Ein Rohling 3 mit dem Dorn 4 wird nach vorn in Walzrichtung um eine Größe "l" eines durch die Walzen 2 herunterzuwalzenden Abschnitts des Rohlings 3 verschoben. Gleichzeitig wird der Rohling 3 mit dem Dorn 4 um die Längsachse gedreht und die Portion "m" des Rohlings 3 in die Walzen 2 eingestoßen. Während der Rückwärtsbewegung des Rohlings 3 mit dem Dorn 4 wird die Portion "m" des Rohlings 3 auf dem Dorn 4 heruntergewalzt. Der Rohling 3 wird bei seiner Verschiebung mit dem Dorn 4 nach vorn in bezug auf den Dorn 4 in derselben Richtung um die Größe des Einstoßens der Portion "m" des Rohlings 3 in die Walzen 2 versetzt. Die Rückwärtsverschiebung des Rohlings 3 mit dem Dorn 4 wird mit einer Geschwindigkeit vorgenommen, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 2 im Augenblick des Abnahmebeginns beträchtlich nahekommt. Dadurch kann ein Stoß beim Erfassen des Rohlings 3 durch die Arbeitswalzen 2 vermieden werden.

Bei der Abnahme wird gleichzeitig die Wanddicke des Rohlings 3 um eine Größe von 10 bis 90% gegenüber der anfänglichen Wanddicke und der Innendurchmesser um 10 bis 60% gegenüber dem Anfangsdurchmesser vermindert.

Der Abnahmewert des Rohlings 3 hängt von den Abmessungen des Kalibereinschnitts der Walzen 2 und den Abmessungen des Dornes 4 ab. Die Querabmessungen des Kalibereinschnitts und des Dornes 4 am Anfang des herunterzuwalzenden Abschnitts "l" entsprechen den Querabmessungen des Rohlings 3 und am Ende des Arbeitsabschnitts den Abmessungen des Fertigrohres. Somit verändern sich die Querabmessungen des Kalibereinschnittes und des Dorns 4 vom Maximalwert am Anfang des Arbeitsabschnittes des Kalibereinschnitts bis zum Minimalwert am Ende des Abschnittes. Das Längsprofil des Kalibereinschnitts der Walzen 2 ist längs einer Kurve ausgebildet, die ausgehend von der Querabmessung des Rohlings 3 und der Abmessung des Fertigrohres unter Berücksichtigung der Verfestigung des Materials des Rohlings 3 berechnet wird.

Das Profil des Dornes wird nach der folgenden Formel errechnet: während sich das Profil des Kalibereinschnittes der Arbeitswalzen nach der Formel errechnet: worin bedeuten:

K₁, K₂Verfestigungskoeffizienten des Walzguts, XAbstand zwischen dem Anfang des Kalibereinschnittes und dem Ende des errechneten Querschnitts, D₀Innendurchmesser des Rohlings (3), RHalbmesser des Kalibereinschnitts im Abstand "x", DDurchmesser des Dornes (4) im Abstand "x", D₁Innendurchmesser des Fertigrohres, t₀Wanddicke des Rohlings (3), t₁Wanddicke des Fertigrohres.

Nach Beendigung der Rückwärtsbewegung verschiebt man den Rohling 3 und den Dorn 4 wieder nach vorn und wiederholt diese Walzzyklen bis zur Herstellung eines Fertigrohres.

Das Walzwerk zum Pilgerschrittwalzen von Rohren enthält ein ortsfestes Gerüst 1 (Fig. 5-7) mit den Arbeitswalzen 2, die durch den Hauptantrieb 5 in kontinuierliche Drehung versetzt werden. Die Arbeitswalzen 2 sind mit dem Hauptantrieb 5 mit Hilfe von Spindeln 6 verbunden. Der Hauptantrieb 5 ist mit einem Werk 7 zum Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung mit Hilfe einer Welle 8 kinematisch verbunden. Mit dem Hauptantrieb 5 ist auch ein Spannfutter 9 zum Einspannen des Rohlings 3 verbunden, das gleichachsig angeordnete Muttern 10 und 11 mit zwischen ihnen befindlicher Feder 12 besitzt, wobei die Mutter 10 im Gehäuse 13 (Fig. 8) des Spannfutters 9 feststehend angeordnet ist, während die Mutter 11 axial verschiebbar unter der Einwirkung der Feder 12 angeordnet ist. Im Gehäuse 13 sind noch Hohlspindeln 14 mit Dreibacken-Spannfuttern 15 und auswechselbaren Buchsen 16 angeordnet. Den Muttern 10 und 11 des Spannfutters 9 (Fig. 8) zum Einspannen der Rohlinge 3 ist eine Vorschubspindel 17 zugeordnet, die zusammen mit Dornstangen 18 in einem Schlitten 19 montiert ist. Die auswechselbaren Buchsen 16 (Fig. 8) wirken mit den Dornstangen 18 der Dorne 4 (Fig. 7) zusammen. Eine Vorrichtung 20 zur hin- und hergehenden Bewegung, die über Pleuel 21 mit dem Schlitten 19 verbunden ist, steht durch ihre getriebene Kurbel 22 und ihre Treibkurbel 23 mit dem Hauptantrieb 5 in kinematischer Verbindung. Der Schlitten 19 steht mit Hilfe der Dornstangen 18 und der Vorschubspindel 17 mit dem Werk 7 zum Vorschub des Rohlings 3 und zu dessen Drehung in Verbindung. Die im Schlitten 19 angeordneten Dornstangen 18 sind mit einer Vorrichtung 24 zum Rückführen (Herausziehen) der Dornstange 18 kinematisch verbunden, welche aus einem Antrieb 25, einem Kettentrieb 26 und einem Wagen 27, der in Führungen eines Rahmens 28 angebracht ist, besteht. Mit dem Hauptantrieb 5 ist über ein Getriebe 29 ein Rohrdrehmechanismus 30 kinematisch verbunden.

Der Rohrdrehmechanismus 30 besitzt ein ortsfestes Gehäuse 31 (Fig. 11) mit einer Kopierschablone, die in Form von auswechselbaren Ringsektoren 32 ausgeführt ist, welche an der Innenfläche des Gehäuses 31 unbeweglich befestigt sind. Innerhalb des Gehäuses 31 ist eine von einem Stirnrad 33 antreibbare Hohlspindel 34 mit als Halbringe 35 und 36 ausgebildeten Spannelementen untergebracht. Der Halbring 35 ist in radialer Richtung unbeweglich, während der Halbring 36 über einen Stößel 37 mit einer Feder 38 zusammenwirkt, die eine Leiste 39 andrückt.

Die Leiste 39 hält Zugstangen 40 (Fig. 12) zusammen, die mit einer Traverse 41 in Verbindung stehen, in welcher eine Rolle 42 angebracht ist. Die Rolle 42 steht mit dem auswechselbaren Sektor 32 in Berührung. In der Ausbohrung der Hohlspindel 34 ist längs ihrer Drehachse eine Feder 43 (Fig. 11) untergebracht, die mit Hilfe einer Buchse 44 mit den Stirnflächen der Halbringe 35 und 36 zusammenwirkt, wodurch sich die letzteren im Gehäuse 31 zusammen mit dem gewalzten Teil des Rohrrohlings längs der Walzachse verschieben können.

Der Hauptantrieb 5 besitzt einen Elektromotor 45, der mit dem Getriebe 46 des Gerüstes 1 und mit einem Umformer 47 der kontinuierlichen Drehung in intermittierende verbunden ist.

Dieses Getriebe 46 und der Umformer 47 sind in bekannter Weise ausgeführt, und werden deswegen in der vorliegenden Beschreibung eingehend nicht behandelt.

Gemäß der Erfindung sind im Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung eine Drehungswelle 48 (Fig. 8) und eine Vorschubwelle 49 hohl mit unrundem Querprofil der Bohrungen zur koaxialen Unterbringung der Dornstangen 18 bzw. der Vorschubspindel 17 in diesen ausgeführt.

Die Vorschubspindel 17 und die Dornstangen 18 (Fig. 9) sind mit einem Profilquerschnitt, der dem Querschnittsprofil der Bohrungen der Vorschubwellen 48 entspricht, ausgeführt, im Schlitten 19 befestigt und in bezug auf die Wellen 48, 49 axial verschiebbar und zusammen mit diesen Wellen drehbar angeordnet. Auf den Wellen 48 und 49 sind Zahnräder 51 und 50 (Fig. 8) befestigt, die über Zwischenräder 53 und 52 sowie über Wechselräder 54 und 55 und Kegelräder 56 mit einer Antriebswelle 57 verbunden sind.

Die Antriebswelle 57 ist zusammen mit den Drehungswellen 48, der Vorschubwelle 49, den Zwischenrädern 52 und 53 sowie den Wechselrädern 54 und 55 in einem ortsfesten Gehäuse 58 angeordnet.

Die Wechselräder 54 und 55 sind jeweils auf einer Welle 50 bzw. 59 angeordnet, die geschlitzte Enden mit an diesen angebrachten, durch eine Gabel 63 verschiebbare Kupplungshälften 61 und 62 aufweisen. Die Kupplungshälfte 61 wirkt mit einer Welle 64 zusammen, während die Kupplungshälfte 62 mit einer auf der Welle 60 angeordneten Kupplungshälfte 65 zusammenwirkt.

Die Vorrichtung 20 (Fig. 7) zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 19 mit einer Welle 66 verbundene Kegelräder 67, welche die Drehbewegung zur Treibkurbel 23 übertragen, deren Drehachse in bezug auf die Drehachse der getriebenen Kurbel versetzt ist, wodurch eine ungleichmäßige Drehung der Zahnräder 68 über Kurbeln 69 und Pleuel 21, die mit dem Schlitten 19 kinematisch verbunden sind, erzeugt wird.

Die Arbeit des Walzwerkes geht in folgender Weise vonstatten.

Vor dem Walzbeginn werden die Dornstangen 18 (Fig. 7) des Dornes 4 vom Gerüst 1 durch die Vorrichtung 24 zur Rückführung (zum Herausziehen) der Dornstangen abgeführt. Zugleich wird vom Gerüst 1 das Spannfutter 9 der Rohlinge 3 zurückgezogen.

Die zu walzenden Rohlinge 3 werden vom Spannfutter 9 aufgenommen.

Dann werden die Dornstangen 18 mit den Dornen 4 in das Gerüst 1 zurückgebracht und die hinteren Enden der Dornstangen 18 mit dem Schlitten 19 starr verbunden.

Hiernach wird das (nicht gezeigte) System der Kühlschmierung eingeschaltet und der Elektromotor 45 des Hauptantriebs 5 in Tätigkeit gesetzt.

Die kontinuierliche gleichmäßige Drehung wird vom Elektromotor 45 über das Getriebe 46 und die Spindeln 6 auf die Arbeitswalzen 2 übertragen, die im Gerüst 1 angeordnet sind, und mit Hilfe der Welle 66 und der Kegelräder 67 wird die Drehbewegung des Elektromotors 45 zur Treibkurbel 23 der Vorrichtung 20 zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 3 übertragen.

Die getriebene Kurbel 22 formt die gleichmäßige Drehung der Treibkurbel 23 in ungleichmäßige um. Diese ungleichmäßige Drehung wird über die Zahnräder 68 zur Kurbel 69 übertragen.

Die Kurbeln 69 verschieben mit Hilfe der Pleuel 21 den (in nicht dargestellten) Führungen angeordneten Schlitten 19.

Die hin- und hergehende Bewegung des Schlittens 19 mit den Dornstangen 18 wird über die Vorschubspindel 17, die Muttern 10 und 11 auf das Spannfutter 9 übertragen. Im Spannfutter 9 sind die Rohlinge 3 eingespannt, weshalb sie und die Dorne 4 eine hin- und hergehende Verschiebung längs der Walzrichtung ausführen. Diese Verschiebung ist auf die Drehung der Arbeitswalzen 2 derart abgestimmt, daß die Frequenz der Bewegungen der Rohlinge 3 mit den Dornen 4 der Umdrehungszahl der Arbeitswalzen 2 gleich ist, da sie mit dem gemeinsamen Antrieb 45 kinematisch verbunden sind.

Dank diesem Umstand kann die Rückwärtsbewegung des Rohlings 3 so eingeregelt werden, daß er zu Beginn und während des Herunterwalzens durch die Walzen 2 eine Bewegungsgeschwindigkeit hat, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 2 ziemlich nahekommt, was es gestattet, Stöße der Arbeitswalzen 2 gegen den Rohling 3 zu vermeiden, dynamische Beanspruchungen zu vermindern und die Hubzahl in der Minute zu vergrößern, was wiederum die Möglichkeit bietet, einen dem allseitigen Zusammendrücken nahekommenden gespannten Zustand des Metalls in dem zu verformenden Umfang des Rohlings 3 erzeugen und demzufolge die Abnahme des Rohlings zu erhöhen sowie auch das Ein- und Umrichten des Walzwerkes schnell durchzuführen.

Bei der Bewegung des Schlittens 19 nach vorn um die Länge "l" des Arbeitshubs wird der Rohling 3 gedreht und um die Einstellgröße "m" der Portion des Rohlings 3 durch das Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung zusätzlich nach vorn verschoben. In dieser Zeit wird der Rohling 3 in bezug auf den Dorn 4 versetzt.

Die kontinuierliche Drehung des Motors 45 wird im Umformer 47 in intermittierende Drehung umgesetzt. Diese intermittierende Drehbewegung wird über die Welle 8 zum Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung übertragen. Mit Hilfe dieses Werks 7 findet die Versetzung des Rohlings 3 relativ zum Dorn 4 statt. Die Versetzung erfolgt um die Einstoßgröße "m".

Eingehender wird die Arbeit der Vorrichtungen des Walzwerks nachstehend beschrieben.

Das Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung arbeitet in folgender Weise. Während der Formänderung des Rohlings 3 bewegen sich der Schlitten 19 (Fig. 7) mit den an diesem befestigten Dornstangen 18 und der Vorschubspindel 17 sowie das Spannfutter 9 als ein einheitliches Ganzes dank der dem Schlitten 19 mitgeteilten zwangsläufigen Bewegung mittels der Pleuel 21 der Vorrichtung 20 zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 19. Der Vorschub und die Drehung des Rohlings 3 wird gleichzeitig ausgeführt.

Für die Versetzung des Rohlings 3 in bezug auf den Dorn 4 um die Einstoßgröße "m" (Fig. 3) bei der Bewegung der beiden nach vorn wird der Vorschub des Rohlings folgendermaßen bewerkstelligt.

Die Antriebswelle 57 (Fig. 8) erhält während der Bewegung des Schlittens 19 (Fig. 7) nach vorn eine periodische Drehung von dem Hauptantrieb 5 (Fig. 6) über den Umformer 47 und Kegelräder 56 (Fig. 8), Zwischenräder 53, die Kupplungshälften 65 und 62, die Welle 60, die Wechselräder 54 und 55, die Welle 59, die Zwischenräder 52, das Zahnrad 50 und die Hohlwelle 49 dreht die Vorschubspindel, welche über die Muttern 10 und 11 zusätzliche Verschiebung dem sich in Walzrichtung bewegenden Spannfutter 9 (Fig. 7) für die Rohlinge 3 erteilt.

Die genannte Versetzung der Rohlinge 3 in bezug auf die Dorne 4 gestattet es, während des Walzvorgangs einen kurzen Dorn 4 veränderlichen Querschnitts zu benutzen und gleichzeitig den Innendurchmesser der Rohlinge 3 um eine Größe in den Grenzen zwischen 10 und 60% unter gleichzeitiger Verminderung der Wanddicke um eine Größe in den Grenzen zwischen 10 und 90% zu verringern.

Die Vorschubgröße wird durch die Auswahl der Wechselräder 54 und 55 (Fig. 8) eingestellt. Die Mutter 10 ist in der Ausbohrung des Gehäuses 13 unbeweglich befestigt, während sich die Mutter 11 innerhalb des Spiels in der Gewindeverbindung verschiebt. Das Spiel wird während des Arbeitsablaufs durch die Feder 12 beseitigt. Eine solche Konstruktion der Gewindeverbindung ermöglicht es, das Spiel in dem Gewinde zu beseitigen, vermindert die dynamischen Beanspruchungen in der Verbindung Schraube - Mutter, stabilisiert den Vorschub der Rohlinge 3 und erhöht die Betriebszuverlässigkeit dieser Baueinheit.

Die Drehung der Rohrrohlinge 3 um ihre Längsachsen erfolgt von der Antriebswelle 57 (Fig. 8) über die Kegelräder 56, die Zwischenräder 53, die Zahnräder 51 und die hohlen Drehungswellen 48 durch Drehen der Dornstangen 18. Die Dornstangen 18 versetzen die auswechselbaren Buchsen 16 in Drehung, die in den Ausbohrungen der Hohlspindeln 14 starr befestigt sind, welche Dreibacken-Spannfutter 15 mit in diesen befestigten Rohlingen 3 tragen. Die Dornstangen 18 der Dorne 4 (Fig. 7) weisen auf der gesamten Länge ein kantiges Querschnittsprofil auf, das dem Querschnittsprofil der Bohrungen der auswechselbaren Buchsen 16 (Fig. 8) entspricht. Dadurch wird es möglich, die Drehung der Rohlinge 3 um ihre Längsachsen bei einer beliebigen Stellung des Spannfutters 9 (Fig. 7) vorzunehmen.

Während der Formänderung der Rohlinge 3 tritt die Kupplungshälfte 62 (Fig. 8) mit der Kupplungshälfte 65 in Eingriff.

Bei Notwendigkeit einer schnellen kontinuierlichen Verschiebung der Rohlinge 3, beispielsweise während des Nachladens des Walzwerks, wird die Kupplungshälfte 61 mit Hilfe der Gabel 63 mit der Welle 64 der schnellen Verschiebung in Eingriff gebracht, während die Kupplungshälfte 62 hierbei von der Kupplungshälfte 65 außer Eingriff geht und die kinematische Gliederkette, die zur Drehung dient, abschaltet.

Bei der kontinuierlichen Verschiebung der Rohlinge 3 wird die Bewegung von einem Elektromotor 70 (Fig. 7) über die Welle 64 (Fig. 8), die Zwischenräder 52, das Zahnrad 50, und die Hohlwelle 49 auf die Vorschubspindel 17 übertragen, die über die Muttern 10 und 11 das Spannfutter 9 (Fig. 7) mit den in ihm befestigten Rohlingen 3 verschiebt. Die Verschiebungsrichtung des Spannfutters 9 hängt von der Umlaufrichtung des Elektromotors 70 ab, der umsteuerbar ausgeführt ist.

Der Drehmechanismus 30 für das Rohr arbeitet in folgender Weise. Das Antriebsrad 33 (Fig. 11), das mit dem Hauptantrieb 5 (Fig. 7) zur Drehung der Arbeitswalzen 2 kinematisch verbunden ist, treibt ständig die Hohlspindel 34 (Fig. 11) mit den auf dieser angebrachten Spannhalbringen 35 und 36, dem Stößel 37, der Feder 38, der Leiste 39, den Zugstangen 40 (Fig. 12) und der Traverse 41 mit Rolle 42 an.

Während des Walzvorgangs drückt die Rolle 42, die mit den auswechselbaren Ringsektoren 32 zusammenwirkt, über die Traverse 41, die Zugstangen 40, die Leiste 39 und den Stößel 37 die Feder 38 zusammen und gibt die Spannhalbringe 35 und 36 frei, wodurch dem gewalzten Teil des Rohlings 3 freier Durchgang ermöglicht wird.

In der Periode, in der Vorschub und Drehung des Rohlings 3 erfolgen, passiert die Rolle 42 den Abschnitt zwischen den Kopierschablonen 32, was es der Feder 38 ermöglicht, über den Stößel 37 die Halbringe 35, 36 um den gewalzten Teil des Rohlings 3 zu spannen und den Rohling 3 zu drehen. In dieser Zeit verschieben sich die Halbringe 35, 36 elastisch zusammen mit dem Rohr in der Ausbohrung der Hohlspindel 34.

Der Rohling 3 wird so lange gewalzt, bis das Spannfutter 9 (Fig. 7) das Gerüst 1 erreicht. Nachdem das Spannfutter 9 das Gerüst 1 erreicht hat, schaltet man den Vorschub ab, indem die Kupplungshälften 62 und 65 (Fig. 8) außer Eingriff gebracht werden, und setzt das Walzwerk still. Danach werden die Rohlinge 9 im Spannfutter 9 losgespannt, und das Spannfutter 9 wird von dem Gerüst 1 abgeführt. Zugleich werden Dornstangen 18 mit den Dornen 4 abgeführt, und die nicht fertiggewalzten Rohlinge verbleiben im Gerüst 1. Dann werden im Spannfutter 9 nächstfolgende von innen geschmierte Rohlinge 3 befestigt, und die Dorne 4 werden ins Gerüst 1 zurückgeführt. Alsdann wird nach Einschalten des Vorschubs durch Ineingriffbringen der Kupplungshälften 62 und 65 das Walzen fortgesetzt. Je nach dem Vorschub schiebt (stößt) der neue Rohling 3 den nicht zu Ende gewalzten Teil des alten Rohlings vor, und eine gewisse Zeitlang werden das vordere Ende des neuen Rohlings 3 und das hintere Ende des alten Rohlings gleichzeitig gewalzt.

Wenn während der Vorwärtsbewegung an der Stoßstelle des neuen Rohlings 3 und des nicht zu Ende gewalzten Teils des alten Rohlings ein Spalt entsteht, so wird dieser Spalt durch die Wirkung der Feder 43 (Fig. 11) beseitigt. Zum Ausgleich der Nichtübereinstimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens 19 (Fig. 7) und der Geschwindigkeit der Verschiebung des zu walzenden Rohres durch die Arbeitswalzen 2 während der Abnahme sind in den Ausbohrungen des Schlittens 19 auf Stöcken 72 (Fig. 8) Federn 73 angeordnet, deren Kraft durch Muttern 74 regelbar ist. In einigen Fällen wird beim Walzen mit Zug oder Stützdruck nur eine Feder angeordnet.

Auf diese Weise wird die Konstanz der Vorschubgröße des Rohlings 3 sichergestellt, was die Verhältnisse seiner Formänderung wesentlich beeinflußt und es gestattet, die Rohlingsenden ohne deren Zerstörung zu walzen und Rohre mit genauen Abmessungen auf deren gesamter Länge herzustellen.

Der alte Rohling wird von dem neuen Rohling so lange vorgeschoben, bis das Rohr das Gerüst 1 verläßt. Nachdem das Rohr aus dem Gerüst 4 ausgetreten ist, wird es von der Rinne 71 (Fig. 5, 6), die hinter dem Drehmechanismus 30 für das zu walzende Rohr angeordnet ist, abgenommen und in maßhaltige Teile zerschnitten. Dies aber schließt das Schneiden des Rohrs nicht aus, wenn es sich in der Rinne 71 befindet.

Zum Walzen von Rohren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, die Ovalität des durch die Einschnitte der Arbeitswalzen 2 gebildeten Kalibers richtig zu bestimmen.

Die Vorschubgröße kann sich je nach Material und Abmessungen des Rohlings 3 in den Grenzen zwischen 0,85 und 8,5 mm ändern. Beispielsweise wird beim Walzen von Rohren mit den Abmessungen 20 × 0,5 mm aus nichtrostendem Stahl der Vorschub gleich 5 mm gewählt, während beim Walzen von Rohren derselben Größe aus Molybdän der Vorschub gleich 2 mm genommen wird.

Die Ovalität des Kalibers muß sich über die Länge des Kalibereinschnittes in Abhängigkeit von dem Halbmesser "R" des Kalibereinschnittes und der Einstoßgröße "m" verändern.

Der Kalibereinschnitt sollte unbedingt einen Abschnitt mit konstantem Halbmesser zum Kalibrieren des zu walzenden Rohrs aufweisen.

Zum Walzen werden Rohlinge verwendet, die gewöhnlich durch Pressen, Walzen oder Ziehen hergestellt sind. Dies schließt aber die Benutzung von Rohlingen nicht aus, welche durch Gießen oder mechanische Bearbeitung gefertigt sind.

Beim Walzen von Rohren mit besonders wichtiger Zweckbestimmung überwacht man die Qualität und Temperatur der Kühl- und Schmierflüssigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Walzwerk ermöglichen maximale Abnahme des Rohlings während eines Durchgangs zugleich sowohl am Innendurchmesser als auch an der Wanddicke und erlauben es deshalb, die Leistung des Walzwerks zum Pilgerschrittwalzen von Rohren aus schwer verformbaren Materialien und Legierungen im Vergleich mit den zur Zeit bekannten Pilgerwalzwerken, die zum Walzen unter Verwendung von Walzen oder Rollen bestimmt sind und nach den bekannten Verfahren arbeiten, wesentlich zu steigern.

Was die Qualität der auf dem erfindungsgemäßen Walzwerk nach den erfindungsgemäßen Verfahren gewalzten Rohre anbetrifft, so haben Prüfungen gezeigt, daß sie hohen Anforderungen in bezug auf die mechanischen Eigenschaften und die Metallstruktur gerecht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden auf dem Walzwerk Rohre aus Zirkonium, nichtrostendem Stahl und anderen Materialien gewalzt. Hierbei wurden Rohre mit den Abmessungen von 13 × 0,8 mm, 10 × 0,5 mm, 10 × 0,3 mm, 7 × 2,5 mm u. a. hergestellt.

Die Rohre von 10 × 0,5 wurden aus einem Zirkoniumrohling von 22 × 3 mm Größe hergestellt. Beim Prüfen dieser Rohre wurde das Hauptaugenmerk auf die Metallstruktur und genauer auf die Richtungsgebundenheit von Einschlüssen - Hydriden - gerichtet. Fehler an der Innen- und der Außenfläche der Rohre wurden nicht festgestellt. Die Genauigkeit der Rohre im Durchmesser betrug ±0,3%, in der Wanddicke ±2%.

Die Abnahme der Rohre aus nichtrostendem Stahl betrug in der Wanddicke 95%. Diese Rohre hatten eine hohe Maßgenauigkeit und eine gute Oberflächenqualität.

Die Qualität der Struktur und der mechanischen Eigenschaften des Metalles der Rohre hängt von der Abnahme ab. Als Ergebnis von vielfachen Prüfungen wurde festgestellt, daß die Qualität der Rohre in bezug auf die Struktur und die mechanischen Eigenschaften des Metalls sowie die Maßgenauigkeit erhöhten Anforderungen genügt, wenn der Rohling im Durchmesser und in der Wanddicke um eine Größe von mindestens 10% und wenn der Rohling im Innendurchmesser um eine Größe von höchstens 60% und in der Wanddicke um eine Größe von höchstens 90% heruntergewalzt ist.

Rohre, die durch Abnahme des Rohlings um einen gegenüber den angegebenen Werten größeren Betrag hergestellt wurden, hatten eine ungenügende Qualität.

Besondere Beachtung wurde bei industriellen Prüfungen den Rohren geschenkt, deren Materialien bei erhöhten Abnahmen zum Sprödbruch neigen. Es wurde festgestellt, daß auf dem erfindungsgemäßen Walzwerk aus den genannten Materialien Rohre bei erhöhter Abnahme der Rohlinge ohne deren Zerstörung hergestellt werden können. Dies zeugt davon, daß auf diesem Walzwerk die Bedingungen der Metallformänderung zur Erhöhung der technologischen Plastizität beitragen.

Die erhöhte Abnahme gestattet es, Zwischenarbeitsgänge der Wärmebehandlung und andere Operationen zu vermeiden, die notwendig sind, wenn das Rohr mit einer geringeren Abnahme während mehrerer Durchgänge gewalzt wird.

Die beim Walzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohre aus Zirkonium hatten dank der großen Abnahme eine hohe tangentiale Orientation von Hydriden, was sehr wichtig ist, weil dies ihre Haltbarkeit bei Verwendung in Kernreaktoren und anderen ähnlichen Anlagen erhöht.

Gute Resultate wurden auch beim Walzen von dickwandigen Rohren erzielt, die hauptsächlich im Durchmesser herunterwalzt werden. Diese Rohre wiesen eine gute Innenfläche auf.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausführung des Walzwerkes hat es ermöglicht, seine Arbeit einfach und zuverlässig zu automatisieren.

Claims (2)

1. Pilgerschrittwalzwerk zum Kaltwalzen von Rohren mit einem Hauptantrieb für ein ortsfestes Gerüst mit kontinuierlich umlaufenden Arbeitswalzen sowie mit einem mit jenem und untereinander kinematisch verbundenen Rohlingsvorschub- und -drehwerk, das ein Spannfutter zum Einspannen des Rohlings besitzt, in dem gleichachsig angeordnete Muttern angeordnet sind, die einer Vorschubspindel zugeordnet sind, die zusammen mit einer Dornstange in einem Schlitten angeordnet sind, dessen Vorrichtung zur hin- und hergehenden Bewegung mit einer getriebenen Kurbel und einer Treibkurbel mit dem Hauptantrieb in kinematischer Verbindung steht, mit welchem weiter ein Rohrdrehmechanismus mit in dessen Gehäuse untergebrachten Spannelementen für das Rohr kinematisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Werk (7) für den Vorschub des Rohlings (3) und dessen Drehung eine Drehungswelle (48) und eine Vorschubwelle (49) hohl mit unrundem Querprofil der Bohrungen zur koaxialen Unterbringung der Vorschubspindel (17) bzw. der Dornstange (18) in ihnen ausgebildet sind, welche einen dem Querschnittsprofil der Bohrungen der Wellen (48, 49) entsprechenden Querschnitt zur gemeinsamen Drehung mit ihnen und zur axialen Verschiebung relativ dazu aufweisen, wobei in der Vorrichtung (20) zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens (19) die Drehachsen der Treibkurbel (23) und der getriebenen Kurbel (22) in Bezug aufeinander versetzt sind.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Werk (7) für den Vorschub des Rohlings (3) und dessen Drehung die Spannelemente für das Rohr im Gehäuse (31) mit der Möglichkeit einer gemeinsamen elastischen Verschiebung samt dem Rohr längs der Walzachse angeordnet sind.