DE3050310T1

DE3050310T1 - Maschine zum Richten von rundem Walzgut

Info

Publication number: DE3050310T1
Application number: DE19803050310
Authority: DE
Inventors: Vladimir Ja.; Maskileison Anatolij M.; Popov Boris V.; Rotov Igor S.; Moskau; Karaseva Ljudmila G. Saltykovskaja; SU M P Nunmehr deutsche Rollen-Nr. 30 50 310 Levitan
Original assignee: Vsesojuznyj nautschno-issledovatelskij Institut metallurgicheskogo maschinostroeniya, Moskau
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1982-04-15
Also published as: JPS57500326A; DE3050310C2; WO1981002696A1

Description

.: 24. November 1.981

P 78 980

MASCHINE ZUM RliiTEIJ 'OH RUIiDEM WALZGUT 3Q50310

gebiet lgr_Te;Ji5i^

Die Erfindung bfZieht ^cH auf den Walzbetrieb und betrifft im beaondWrx Rictfmaschinen zum Richten von rundem Walzgut.

Stand dei Technik

Derzeit sindy Forderung.** an die Fertigungsgenauigkeit von dünnwandigen Rohre? angewachsen, die unter anderem für Kardanwelle ^von Fahrzeugen verwandt werden, wo eine verhältnism^!i^saig ^notie Geradlinigkeit über die. Länge sowie eine g<naue Geometrie des Querschnittes der liohre benötig wird. Hohe Anforderungen werden ebenso an -Rohre nach mit aussen angestauchten (verdickten) Enden gestellt, welche beim Niederbringen von Uohriöchern ihre Anwendung finden.

Es ist bereits eine Richtmaschine _Z\xm. Richten von Rohren bekannt, die einen Ständer mit Führungen umfasst, in welchen drei Walken montiert sind, die eine Radial- und eine Winkelverschiebung (bei der Walzeneinstellung relativ zu der Ric.Itachse) ausführen können,'ein geschlossenes Kaliber bilden und von welchen zwei Walzen antreibbar sind.

Der Ständer hat £ine offene C-Form, und die Führungen liegen in einer zur Richtachse senkrechten Ebene so, dass zwei von ihnen auf einer Geraden angeordnet sind und die dritte zu diesen senkrecht verläuft. Hierbei weisen zwei Walzen ein gleiches Arbeitsprofil mit konvexer und konkaver Oberfläche veränderlichen Krümmungshalbmessers und die drltt-a Walze eine konkave Oberfläche auf (SU-Urheberschein lir. 267312).

Dadurch, dass die Walzen unterschiedliche Arbeitsprofile aufweisen, wird deren Herstellung erschwert, und es sind beachtliche Schwierigkeiten bei der Einstellung des Kalibers während des Betriebes feststellbar, so dass sich die Richtgenauigkeit verschlechtert.

Die oben beschriebene Maschine gestattet es, eine

Richtgenauigkeit beim Richten von Rohren von max. 0,8 mm/m zu sichern.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Richten von rundem Walzgut zu schaffen, deren falzen konstruktiv so ausgeführt sind, dass sich die Richtgenauigkeit von rundem Walzgut bei gleichzeitiger Vereinfachung der Herstellungstechnologie . und der Einstellung der Maschine während des Betriebes erhöht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Maschine zum Richten von rundem Walzgut, die einen Ständer mit in einer zur Richtachse senkrechten Ebene liegenden Führungen enthält, in welchen drei, ein geschlossenes Kaliber bildende Walzen montiert sind, die eine Radial- und eine Winkelversohiebung relativ zu der Richtachse ausführen können und von welchen zumindest eine Waise antreibbar ist, gemäss der Erfindung die Walzen ein gleiches konkaves Arbeitsprofil gleichbleibenden Krümmungshalbmessers aufweisen.

Es ist hierbei günstig, die Walzen mit gleicher Länge und mit einem Verhältnis der Länge des Arbeitsprofils der Walze zu.dessen Mindestdurchmesser von min. 2-1 herzustellen.

Die Richtmaschine mit solchen Walzen muss beim Richten von glatten dünnwandigen Rohren eingesetzt werden, da sie die optimale Länge der Kontaktlinie zwischen dem, Rohr und den Walzen sowie die für das qualitätsgerechte Richten erforderliche Biegezahl des Rohres sichern.

Genauso vorteilhaft ist es, zwei Walzen gleicher Lange und mit einem Verhältnis der Länge des Arbeitsprofils zu dessen Mindestdurchmesser von min. 2 ·1 und die dritte Walze kürzer und mit einem Verhältnis der Länge des Arbeitsprofils zu dessen »Iindestdurchmesser von max. 1 _rl auszuführen, wobei mindestens eine Walze mit einem Dämpfer für deren elaoti-

sehe Anpressung in Radialrichtung versehen ist.

Die Richtmaschine mit diesen Walzen muss für das Richten von Rohren mit nach aussen angestauchten Enden verwendet werden, weil sie für das Richten des Rohres praktisch über dessen ganze Länge bis zum nach aussen angestauchten Ende sorgt.

Es ist sinnvoll, dass der Ständer eine geschlossene Form mit Führungen hat, die in einer gemeinsamen Ebene unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind.

Die Unterbringung der Walzen mit einem gleichen konkaven Arbeitsprofil konstanten Krümmungshalbmessers im geschlossenen Ständer mit den in der gemeinsamen Ebene unter einem Winkel von 120° angeordneten Führungen ermöglicht die höchste Richtgenauigkeit beim Richten von rundem Walzgut.

Die nach der Erfindung ausgeführte Maschine zum Richten von rundem Walzgut sichert bei einem relativ einfachen konstruktiven Aufbau eine bessere Richtgenauigkeit im Vergleich zu bekannten Richtmaschinen.

Ausführungsform der Erfindung

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigt· Fig. 1 schematisch eine Maschine zum Richten von rundem Walzgut, Gesamtansicht;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. in vergrössertem Massstab;

Fig.. 3 schema ti sch ein geschlossenes Kaliber; Fig. 4 das Arbeitsprofil einer Walze;

Fig. 5 schematisch eine Maschine zum Richten von rundem Walzgut mit einer verkürzten Walze.

Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Maschine zum Richten von Rohren.

Die Maschine hat einen Ständer 1 (Fig. 1, 2), der eine geschlossene Form hat. Im Ständer 1 sind Führun-

gen 2 (Pig. 2) in Form von zylindrischen Ausbohrungen vorgesehen, deren geometrische Achsen in einer gemeinsamen, zur Richtachse 0 senkrechten Ebene liegen. Die Achsen der Führungen 2 sind unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. In jeder Führung ist eine.Einheit 3 zum Tragen einer Walze 4a (4b, 4c) montiert.

Sämtliche Einheiten 3 zum Tragen der Walzen 4a, 4b und 4c haben die gleiche Ausführung, sodass bei der weiteren Beschreibung alles, was eine dieser Einheiten betrifft, auch für die anderen in gleichem Masse gilt.

Die Einheit 3 besitzt einen Support 5 mit einem an dessen Aussenflache angeordneten Zahnkranz 6, der mit Zahnstangen 7 und 8 zusammenwirkt. Die Zahnstange 7 ist kinematisch mit einem Antrieb (nicht gezeigt) zum Drehen des Supportes 5 bei einer Winkeleinstellung der Walze 4a gekoppelt. Die Zahnstange 8 ist mit einer Feder (nicht gezeigt) belastet, damit beim Ineinandergreifen der Zahnstange 7 und des Zahnkranzes 6 kein Spiel vorhanden ist. Der Support 5 ist hohl ausgebildet, und innerhalb des Hohlraumes ist in Gleitlagern 9 ein Gleitstück 10 gelagert. Das Gleitstück steht über das kinematische Paar "Mutter 11 - Schraube 12" mit einem Antrieb 13 für die Radialverschieburig in Verbindung. Der Unterteil 14 des Antriebes 13 ist mit dem Support 5 starr verbunden. Am Gleitstück 10 sitzt ein Teil 15» in welchem die um die eigene Achse drehbar angeordnete Walze 4a untergebracht ist. Die Walze 4a (Fig. 1) ist über eine Welle 16 mit Kardangelenken mit einem Antrieb 17 für ihre Drehung kinematisch verbunden. Die anderen Walzen 4b und 4c sind mit einem Antrieb 18 für ihre Drehung über 7/ellen l?b und 19c mit Kardangelenken und einen Kammwalzengerüst. 20 gekoppelt. Die Walzen 4a, 4b und 4c bilden um das zu richtende Rohr "A" (Fig. 3) herum ein geschlossenes Kaliber und haben ein gleiches konkaves Arbeitsprofil gleichbleibenden Krümmungshalbmessers ¹¹R" (Fig. 4) sowie eine gleiche Länge "L" des Arbeitsprofils. Das Verhältnis

der Länge "L" des Arbeitsprofils der Walze 4a zu dessen kleinstem Durchmesser "D" beträgt mindestens 2 rl.

Diese geometrischen Wälzenverhältnisse sind ausgehend davon gewählt, dass die optimale Länge der Kon-

5. taktlinie der Walzen mit dem zu richtenden Rohr "A" sichergestellt ist.

Es-bieten sich auch Ausfiihrungsformen der

Maschine an, bei welchen diese mit einem Antrieb für zwei Walzen sowie mit einem Antrieb für eine (beliebige) der Walzen 4a, 4b, 4c versehen ist.

Für das Richten der Rohre "B" (Fig. 5) mit nach aussen angestauchten Enden sind in der Maschine drei, ein geschlossenes Kaliber bildende Walzen 4b, 4c.und 21 angeordnet, die antreibbar sind. Sämtliche Walzen weisen ein gleiches konkaves Arbeitsprofil konstanten Krümmungshalbmessers auf, wobei zwei 7Jalzen 4b und 4c gleich lang sind und ein Verhältnis der Länge "L" (Fig. 4) des Arbeitsprofils zu dessen kleinstem Durchmesser "D¹¹ von min. 2 ·1 haben, die dritte Walze 21 ist kürzer und hat ein Verhältnis der Lange "L'¹ des Arbeitsprofils zu dessen kleinstem Durchmesser "D" von · max. IfI.

Die Einheiten 3 zum Tragen der Walzen 4b und 4c sind in gleicher Weise wie die oben beschriebenen aufgebaut. Die Einheit 22 zum Tragen der Walze 21 verfügt über einen Support 23, der an seiner Aussenflache einen Zahnkranz 24 trägt, welcher mit Zahnstangen 7 und 8 zusammenwirkt. Die Zahnstange 7 ist kinematisch mit einem Antrieb (nicht gezeigt) zum Drehen des Supportes 23 bei der Winkeleinstellung der Walze 21 gekoppelt.

Die Zahnetange 8 ist zwecks Beseitigung eines Luftspaltes beim Eingriff der Zahnstange 7 in den Zahnkranz 24 mit einer Feder belastet. Im Support 23 sind zwei Hohlräume 25 und 20 vorgesehen, von welchen der erste einen geringeren Durchmesser im Vergleich zum zweiten Hohlraum aufweist. In diesen Hohlräumen befinden sich Kolben 27 und 28, welche jeweils an einer gemeinsamen

Stange 29 befestigt sind. Die Hohlräume 25 und 26 sind mittels Rohrleitungen 30 mit einer Hochdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden. An der Stange 29 ist ein Teil 31 befestigt, in welchem die Walze 21 um ihre eigene Achse drehbar montiert ist. Der Hohlraum 25 gemeinsam mit dem Kolben 27 dient zur Radialverschiebung der Walze 21, während der Hohlraum 26 samt dem Kolben 28 als Dämpfer für ein elastisches Anpressen der Walze 21 in Radialrichtung auftritt. Die Walze 21 weist an ihren am Arbeitsprofil anliegenden Enden konische Abschnitte 32 auf, die zur Erleichterung des Eintrittes des verdickten Endes des Rohres "3" gedacht sind. Pur die gemeinsame Drehung des Teiles 31 mit dem Support 23 ist am Ende der Stange 29 eine Gleitfeder 33 befestigt, die mit einer im Support 23 hergentellten Nut 34 zusammenwirkt.

Die übrigen Einheiten und Elemente der Maschine mit der verkürzten Walze 21 sind in ähnlicher Weise ausgeführt, wie das bei der vorstehend beschriebenen Maschine mit den gleichen Walzen der Fall ist.

Die Maschine zum Richten von rundem Walzgut hat folgende Wirkungsweise.

Für die Einstellung der Maschine während des Richtens der glatten Rohre "A" wird an der Richtachse ¹¹O" eine Schablone angeordnet, die dem zu richtenden Rohr "A" entspricht. Dann werden die Antriebe 13 für die Radialverschiebung der Walzen 4a, 4b und 4c eingeschaltet,wodurch -sich die Gleitstücke 10 mittels der Schrauben 12 und Muttern 11 bewegen lassen. Hierbei werden die Walzen 4a, 4b und 4c in Radialrichtung solange bewegt, bis deren Arbeitsprofil mit dem Abschnitt des geringsten Durchmessers "D" die Schablone berührt. . '

Dadurch, dass die Führungen 2 des Ständers 1 in einer zur Richtachse "0" senkrechten Ebene unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind, konvergieren sämtliche Walzen 4a, 4b, 4c symmetrisch relativ zu der Richtachse "0" und gewährleisten ein präzises

Kaliber, was seinerseits zu einer besseren Richtgenauigkeit beiträgt.

Anschliessend wird die Schablone aus dem Kaliber entfernt, und man betätigt die Antriebe zur Versehiebung der Zahnstangen 7, welche sich über die Zahnkränze 6 die Supporte 5 gemeinsam mit den darin eingebauten Gleitstücken 10 und den die Walzen 4a, 4b, 4c tragenden Teilen 15 drehen lassen. Die Walzen 4a, 4b und 4c werden relativ zu der Richtachse ^M0" unter solchen 7/inkeln eingestellt, dass dadurch eine für jedes Rohr"A" optimale Länge der Kontaktlinie zwischen dem Rohr "A" und dan Walzen 4a, 4b, 4c gesichert wird. Dann werden die Antriebe 17 und 18 eingeschaltet, die über die Wellen 16, 19b, 19c jeweils die Walzen 4a, 4b, 4c rotieren und das Rohr '¹A" zukommen lassen. Bei ihrer Drehung lassen die Walzen das Rohr "A" sich mehrfach bei dessen gleichzeitiger Drehung und fortschreitender Bewegung biegen. .

Zum Richten der Rohre "B" mit nach aussen angestauchten Enden werden die Walzen 4b, 4c unter Zuhilfenahme der Schablone, die dem glatten Teil des Rohres "3" entspricht, in ähnlicher '.'/eise, wie vorstehend beschrieben, eingestellt.

Die verkürzte Walze 21 wird so lange bewegt, bis

.25 deren Arbeitsprofil mit dem Abschnitt des geringsten Durchmessers die Schablone berührt, indem dafür eine flüssigkeit unter Druck dem deckelseitigen Teil des Hohlraumes 25 zugeführt wird. Nachher erfolgt die Entfernung der Schablone aus dem Kaliber.

Man betätigt nun die Antriebe zur Verschiebung der Zahnstangen 7, welche über die Zahnkränze 6, 24 sich die Supporte 5, 23 zusammen mit den Walzen 4b, 4c, 21 um die-Winkel drehen lassen, die auf dem Versuchswege festgelegt werden.

Dem deckelseitigen Teil des Hohlraumes 26 wird eine Flüssigkeit unter Druck zugeleitet. Anschliessend werden die Antriebe 17, 18 eingeschaltet, welche die Walzen 21, 4b, 4c in Drehung versetzen. Das Rohr "3"

wird ins durch die Walzen gebildete Kaliber eingegeben. Das verdickte (angestauchte) Ende des Rohres "B", das eine..Kraft an den Walzen 4b, 4c, 21 angreifen lässt, bewegt die verkürzte Walze 21 in Radialrichtung von der Richtachse "O" weg. Hierbei tritt der mit der Flüssigkeit unter Druck gefüllte Hohlraum 26 als Dämpfer auf. Uach dem Durchlauf des verdickten Endes des Rohres kommt die Walze 21 unter Einwirkung des Druckes der in dem deckelseitigen Hohlraum 26 befindlichen

ΙΟ Flüssigkeit mit dem glatten Teil des Rohres "B" in-Berührung. 3ei der Drehung der 7/alzen dreht sich das Rohr "3" mit und führt eine fortschreitende Bewegung aus, indem es eine mehrfache .'/echselbiegung erfährt, wodurch das Rohr gerichtet wird.

Das hintere verdickte Ende des Rohres "B", welches auf die Walzen 4b, 4c, 21 einwirkt, lässt die verkürzte '.7alze 21 in Radiairichfcung von der Richtachse "O" weg bewegen und durchläuft ungestört das Kaliber. Dadurch, dass die Walze 21 viel kürzer ist als die 'Talzen 4b, 4c, wird das Rohr "B" über dessen gröastmögliche Länge bis ans verdickte Ende gerichtet.

Die beschriebene Arbeitsweise der Maschine kommt beim Richten von Rohren mit nach aussen angestauchten Enden in Frage, deren Durchmetiser unwesentlich grosser ist als der des glatten Abschnittes des Rohres "3".

Beim Richten der Rohre "B" mit nach aussen angestauchten Enden, deren Durchmesser wesentlich grosser ist als der des glatten Abschnittes des Rohres, vollzieht sich der Durchlauf der verdickten Rohrenden wie folgt.

Bei der Annäherung des vorderen verdickten Endes des Rohres "3" an die 7/alzen erzeugt ein vorgeschalteter Geber (nicht gezeigt) ein Signal, das auf das System zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr zu den Hohlräumen 25, 26 einwirkt. Hierbei wird die Flüssigkeit dem kolbenstangenseitigen Teil des Hohlraumes 25 unter Druck zugeführt, während der deckelseitige Teil

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des Hohlraumes 26 an eine Ablassleitung angeschlossen wird. Dies bewirkt eine Radialbewegung der Stange 29 und der '.7alze 21 in Richtung von der Richtachse ¹¹O" weg, so dass das verdickte Ende des Rohres "B" ungestört durchlaufen kann. Nach dem Durchlauf des verdickten Endes des Rohres durch das Kaliber wird die Flüssigkeit dem deckelseitigen Teil des Hohlraumes 25 unter Druck zugeleitet,. und man lässt die Walze 21 sich auf das Rohr "B" senken. Um die gleiche Zeit wird die Flüssigkeit dem deckelseitigen Teil des Hohlraumes 26 unter Druck zugeführt. Dieser Druck, indem er auf den Kolben.28 einwirkt, gleicht die beim Richten entstehende Kraft, aus. Sobald sich das hintere verdickte Ende des Rohres "B" der Stirn der verkürzten '.YaIze 21 genähert hat, erzeugt der Geber ein Signal, das auf das System zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr zu den Hohlräumen 25, 26 einwirkt. Für den Durchlauf des hinteren verdickten Endes des Rohres "B" wird dem kolbenstangenseitigen Teil des Hohlraumes 25 die Flüssigkeit unter Druck zugeführt, indes der deckelseibige Teil des Hohlraumes 26 an die Ablassleitung angeschlossen wird.

In Ubereinstiüimung mit der Erfindung wurde ein Versuchsmuster der faschine zum Richten von rundem '.Yalzgut gebaut. Die Versuche der Maschine liefen beim Richten von glatten Stahlrohren mit einem Aussendurchmesser von d =* 50 mn-und einer Wanddicke von h = 5 mm; d =70 mm; h = 2 mm; d = 75 mm; und h = 2 mm (s. Fig. 3) Die Richtgenauigkeit dieser Rohre belief sich auf mind.0,3 mm/m.

Darüber hinau.·; wurde die Maschine durch das Richten von Stahlrohren mit nach aussen angestauchten Enden geprüft. Der Aussendurchmesser des glatten Abschnittes des Rohres betrug 50 mm, der Aussendurchmesser des angestauchten Endes 5β mm und die Wanddicke 5 mm. Die Richtgenauigkeit dieser Rohre machte mind. 0,3 mm/m aus.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Am besten eignet sich die Maschine zum Richten von rundem Walzgut für das Richten von glatten dünnwandigen Rohren sowie für das Richten von Rohren mit nach aussen angestauchten (verdickten) Enden.

Claims

■ ■ . -"> -: 24. November 1981 PATENTANWÄLTE _, -fi Qftn Z E L L E ISI T I :N ■ . ^Z P 78 98° ZWEIBRÜCKENSTR, IB UOOO MÜNCHEN 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Maschine zum Richten von rundem Walzgut, die einen Ständer mit in einer zur Richtachse senkrechten

: Ebene liegenden Führungen enthält, in welchen drei, ein geschlossenes Kaliber bildende Walzen^montiert sind, daß/eine Radial- und eine Winkelverschiebung relativ zu der Richtachse ausführen können und von welchen zumindest eine '.Yalze antreibbar ist, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die V/alzen (4a, 4b, 4c, 21) ein gleiches konkaves Arbeitsprofil gleichbleibenden Krümmungshalbmessers aufweisen.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die V/alzen (4a, 4b, 4c) mit gleicher Länge und mit einem Verhältnis der Länge des Arbeitsprofils der Walze zu dessen Mindestdurchmesser von .min<t«2 ;1 hergestellt sind.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic h η e t, dass zwei Walzen (4b,4c)

gleichen Länp.e und mit einem Verhältnis der

2Ö Länge des Arbeitsprofils zu dessen Ivlindestdurchmesser von mind, 2-1 gefertigt sind, und die dritte 7/alze (21) kürzer ist und ein Verhältnis der Länge des Arbeitsprofils zu dessen wlindestdurchmesser von max. I rl hat, wobei mindestens eine 'Yalze (21) mit einem Dämpfer (26, 2S) für deren elastische Anpressung in Radialrichtung versehen ist.

4. Maschine naoh einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der S-tänder (1) eine geschlossene Form mit Führungen (2) hat, die unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind.