DE3227532A1

DE3227532A1 - Rohrloesewalzwerk mit vier oder mehr angetriebenen walzen

Info

Publication number: DE3227532A1
Application number: DE19823227532
Authority: DE
Inventors: Hans 5672 Leichlingen Brauer; Hans-Dieter Dipl.-Ing. 4019 Monheim Gerhards
Original assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-01-26
Also published as: DE3227532C2; US4512173A; JPH0446646B2; JPS5930408A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Rohrlösewalzwerk mit vier oder mehr angetriebenen Walzen, die paarweise Kaliberöffnungen bilden und deren Walzenachsen sich unter einem verstellbaren Anstellwinkel schräg zur Walzgutlängsrichtung erstrecken, wobei die Walzenachsen jedes Walzenpaares sich kreuzend in unterschiedlichen Richtungen schräg verlaufen.

Bei bekannten Rohrlösewalzwerken dieser Art sind die beiden Walzen eines jeden Walzenpaares vertikal übereinander angeordnet, wobei Ober- und Unterwalzen unterschiedlich ausgebildet sind. Zumindest die Oberwalzen, oft auch die Unterwalzen, besitzen bei den bekannten Bauarten eine Arbeitsflächenbreite, die kleiner ist als die Vorschubstrecke pro Umdrehung der zu walzenden Rohrluppe. Die Abstände der Walzenpaare in Walzgutlängsrichtung sind nach konstruktiven Gesichtspunkten festgelegt, zum Beispiel in Abhängigkeit von den Abmessungen der Walzen und der sie haltenden Lagergehäusen sowie in Abhängigkeit von den Durchmessern von Führungshülsen im Walzwerkständer, in denen Führungszapfen gelagert sind, an deren Stirnseite die Lagergehäuse für die Walzen sich befinden. Im allgemeinen strebt man bei der Festlegung den kürzest möglichen Abstand der Walzenpaare an.

Diese bekannten Rohrlösewalzwerke haben den Nachteil, daß Wanddickenunterschiede von lO bis 15% an verschiedenen kurz aufeinander folgenden Stellen der Rohrluppe entstehen. Diese Wanddickenunterschiede auf relativ kurzen Längenabschnitten sind bei der Weiterverarbeitung zum Fertigrohr vollständig nicht zu beseitigen, so daß sie selbst noch am fertigen Rohr nachweisbar sind. Diese Wanddickenunterschiede entstehen dadurch, daß die

etwa hyperbolisch ausgebildeten Walzen im Bereich des Walzengrundes - das heißt an der Stelle der Walzenarbeitsfläche, die der Walzenachse in radialer Richtung am nächsten kommt den stärksten Walzdruck auf das Rohr ausübt und dieser Walzdruck zu den Randkanten der Arbeitsflächen hin abnimmt. Der spezifische Walzdruck ist also unterschiedlich, und da bei den bekannten Bauarten bestimmte Oberflächenabschnitte der Rohrluppen nur von dem jeweiligen Walzengrund der Walzen und andere Oberflächenabschnitte der Rohre nur von den Randbereichen der Walzenarbeitsflächen gewalzt werden, entstehen durch die unterschiedlichen spezifischen Walzdrücke die vorerwähnten beträchtlichen Wanddickenunterschiede.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Rohrlösewalzwerke besteht darin, daß es zu überwalzungen kommt, wobei die Rohrluppen auf ihren äußeren Mantelflächen Falten bekommen. Darüber hinaus arbeiten die bekannten Rohrlösewaizwerke wegen ihrer schmalen Walzen und der dadurch bedingten kleineren Neigungswinkel - also stärkeren Schrägstellung - mit relativ hohen Drehzahlen, um die geforderte Vorschubgeschwindigkeit und Durchsatzleistung erreichen zu können. Dies verursacht nicht nur beträchtliche Geräusche, sondern begünstigt auch das Entstehen von Schaden am Walzgut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohrlösewalzwerk zu schaffen, welches nicht nur die Rohrluppen einwandfrei von ihren Dornstangen löst, sondern das auch Wanddickenungleichmäßigkeiten und Oberflächenschäden weitgehend vermeidet und ruhiger arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die untereinander gleich ausgebildeten Walzen eine Arbeitsflächen-

breite von mehr als dem 1-fachen, vorzugsweise von dem 1,03-fachen bis 1,5-fachen, der Vorschubstrecke pro Umdrehung der im Außendurchmesser größten Rohrluppe besitzen, daß der oder die Walzenpaarabstände gleich dem 1,5- oder 2,5- oder 3,5-fachen usw. bis zum 6,5-fachen der Vorschubstrecke pro Umdrehung der im Außendurchmesser nahezu kleinsten Rohrluppe bemessen sind und daß die Anstellwinkel der Walzen zwischen 33 Grad und 55 Grad betragen. Unter der größten Rohrluppe ist hier die mit dem größten Außendurchmesser zu verstehen, welche auf dem Rohrlösewalzwerk gerade noch gewalzt werden kann. Sinngemäß dazu handelt es sich bei der kleinsten Rohrluppe um jene mit dem kleinsten Außendurchmesser, die gerade noch mit dem betreffenden Rohrlösewalzwerk walzbar ist. Daß bei der erfindungsgemäßen Bemessung des Walzenpaarabstandes nicht genau die kleinste im Walzprogramm vorgesehene Rohrluppe als bestimmende Größe verwendet wird_y sondern die"nahezu" kleinste Rohrluppe, liegt daran, daß meistens die wirklich kleinste Rohrluppe nur sehr selten gewalzt wird und statt dessen eine etwas größere Rohrluppe bedeutend häufiger gewalzt werden muß. Bei der Bemessung des Walzenpaarabstandes des Rohrlösewalzwerkes ist es deshalb zweckmäßiger, nicht die wirklich kleinste Rohrluppe als Grundlage zu wählen, sondern die Rohrluppe, die zwar im Bereich der kleinsten Außendurchmesser liegt, aber welche im Rahmen des vorgesehenen Walzprogrammes v~»n diesen am meisten gewalzt wird.

Durch die erfindungsgemäß gewählte größere Arbeitsflächenbreite der Walzen erzielt man eine beträchtliche Verringerung der Differenz des spezifischen Walzdruckes, die unvermeidbar zwischen dem Bereich des Walzengrundes und den Randbereichen der Walzenarbeitsflächen auftritt. Dies liegt daran, daß bei einer größeren Arbeitsflächenbreite der Walzen ein dem theoretischen Wert viel näher liegender Anstellwinkel verwendet werden kann, als bei den bekannten Bauarten. Wegen der Toleranzen, welche schon die einlaufende Rohrluppe besitzt, kann man nämlich die Walzen eines Rohrlösewalzwerkes nicht genau auf den theoretischen Wert ein-

stellen, sondern man muß, um einen einwandfreien Einlauf der Rohrluppe in das Rohrlösewalzwerk sicherzustellen, den Anstellwinkel der Walzen etwas größer wählen. Wählt man aber einen gegenüber dem theoretischen Wert größeren Anstellwinkel, um die Rohrluppe besser einführen zu können, so ist bei einer herkömmlichen kurzen Walze die Differenz des spezifischen Walzdruckes, die es zwischen Kalibergrund und Arbeitsflächenrand gibt, größer als bei der erfindungsgemäßen längeren Walze. Die erfindungsgemäße längere Walze benötigt zur Erzielung des gleichen Einführeffektes eine nur kleinere Winkelabweichung von dem theoretischen Wert und damit wird auch der Unterschied hinsichtlich der spezifischen Walzdrücke geringer. Außerdem hat die größere Arbeitsflächenbreite der Walzen den Vorteil, daß die Gefahr von Überwalzungen geringer wird. Dies liegt daran, daß die Rohrluppe auf einem größeren Teil ihrer Mantelfläche voi den Walzen umschlossen ist und infolgedessen die Ovalität des Rohrluppenquerschnittes während des Walzvorganges nicht zu groß wird, was die Hauptursache für das Auftreten von Überwalzungen ist.

Die erfindungsgemäßen Walzenpaarabstände dienen ebenfalls dazu, eine gleichmäßigere Wanddicke zu erzielen. Durch die größere Arbeitsflächenbreite der Walzen kann man zwar den spezifischen Walzdruck gleichmäßiger halten, aber es ist nicht möglich, einei überall gleichen spezifischen Walzdruck zu erzielen. Deshalb bleibt trotz der erfindungsgemäßen größeren Arbeitsflächenbreite der Walzen eine gewisse Unregelmäßigkeit in der Wanddicke. Der erfindungsgemäß gewählte Walzenpaarabstand bewirkt einen weiteren Ausgleich dieser Wanddickenunterschiede dadurch, daß Bereicl der Rohrluppenaußenfläche, die in der Kaliberöffnung des ersten Walzenpaares vom jeweiligen Kalibergrund mit dem dort hohen spezifischen Walzdruck beaufschlagt worden sind, in der Kaliber-

öffnung des zweiten Walzenpaares von den Randbereichen der Arbeitsflächen mit dem dort herrschenden niedrigeren spezifischen Walzdruck gewalzt werden. Dieses Prinzip setzt sich dann in den Kaliberöffnungen der weiteren Walzenpaare fort, so daß ein zusätzlicher Ausgleich der Wanddickenunterschiede erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Wahl der Anstellwinkel zwischen 33 und 55 Grad liegt höher als bei den bekannten Bauarten und kann auch wegen der.größeren Breite der Walzenarbeitsflächen höher liegen. Dies führt bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit und damit gleicher Leistung zu niedrigeren Drehzahlen der Walzen und der Rohrluppen. Letztere werden somit schonender behandelt, so daß auch diese Maßnahme der Verbesserung der Oberflächenqualität dient. Außerdem reduziert sich hierdurch die Geräuschentwicklung erheblich.

Bei einem Rohrlösewalzwerk mit mehr als zwei Walzenpaaren empfiehlt es sich, die Walzenpaarabstände in Walzgutlängsrichtung unterschiedlich groß zu bemessen. Auf diese Weise erreicht man einen noch besseren Ausgleich der Wanddickenunterschiede, indem dafür gesorgt wird, daß jede betrachtete Stelle der Rohrluppenoberfläche von mehreren verschiedenen Bereichen der Walzenarbeitsflächen und infolgedessen mit unterschiedlichen spezifischen Walzdrücken in den einzelnen Kaliberöffnungen gewalzt wird, aber mit in der Summe ungefähr gleichen spezifischen Walzdrücken im Vergleich zu den benachbarten Stellen der Rohrluppenoberfläche. Bei der Bemessung der verschiedenen Walzenpaarabstände ist es empfehlenswert, unterschiedliche Rohrluppenaußendurchmesser zugrunde zu legen. Am zweckmäßigsten wählt man die, welche dem Walzprogramm nach am häufigsten gewalzt werden sollen.

Bei einem Rohrlösewalzwerk, bei dem die Walzen in Lagergehäusen gelagert und diese an senkrecht zu den Walzenachsen sich erstreckende Führungszapfeη stirnseitig angeordnet sind, welche in Führungshülsen des Walzwerkständers axial beweglich geführt

sind, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Außendurchmesser des Führungszapfens größer als die Arbeitsflächenbreite der Walzen bemessen. Ein derart großer Außendurchmesser des Führungszapfens ist wiederum wesentlich zur Erzielung einer guten Rohrluppenaußenfläche und einer möglichst gleichbleibenden Wanddicke, weil nämlich ein großer Führungszapfendurchmesser eine exakte und stabile Führung und Lagerung der Walzen ermöglicl so daß diese auch unter dem Arbeitsdruck nicht ausweichen können. Aus dem gleichen Grunde empfiehlt es sich, die axiale in der Führungshülse verbleibende Führungszapfenlänge mindestens gleich dem 1,5-fachen des Führungszapfendurchmessers zu bemessen. Darüber hinaus ist es empfehlenswert, wenn jeder Führungszapfen im Bereich des der Walze zugekehrten und abgekehrten Randes seiner Führungshülse festklemmbar ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sollte die Klemmkraft an dem der Walze zugekehrten Rand der Führungshülse im wesentlichen in Richtung der von der Walze kommenden Kraft und an dem der Walze abgekehrten Rand der Führungshülse entgegengesetzt zu dieser Kraft gerichtet sein. Auch diese besondere Art der Klemmung dient der einwandfreien und stabilen Führung und Lagerung der Walzen. Das für die Verstellung notwendige Spiel wird durch die vorgeschlagenen Maßnahmen während des Walzens aufgehoben. Auch hierdurch wird ein Ausweichen der Walzen vermieden und eine einwandfreie Rohrluppenoberfläche sowie eine weitgehend gleiche Wanddicke erzielt.

In der Zeichnung ist'die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Rohrlösewalzwerk mit drei Walzenpaaren

in der Seitenansicht; Figur 2 das Rohrlösewalzwerk gemäß Figur 1 in der

Draufsicht?

Figur 3 das Rohrlösewalzwerk gemäß Figur 1 von der Auslaufseite her;

Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV

der Figur 2;
Figur 5 einen Rohrluppenabschnitt in schematischer

Darstellung. .

In Figur 1 ist mit 1 ein Rohrlösewalzwerk bezeichnet, wie es beispielsweise hinter einer nicht dargestellten Rohrstoßbank angeordnet ist, um die Rohrluppen von den in ihnen liegenden Dornstangen zu lösen, damit letztere aus den Rohrluppen herausgezogen werden können. Eine solche Rohrluppe ist in Figur 1 dargestellt und mit 2 bezeichnet. Die innenliegende Dornstange ist nicht sichtbar. Bearbeitet wird die Rohrluppe 2 hier von insgesamt sechs Walzen 3, die paarweise übereinander angeordnet sind und dabei eine gemeinsame Kaüberöffnung bilden. Die Walzenachsen erstrecken sich schräg zur Walzgutlängsrichtung χ, was besonders deutlich in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist. Der jeweilige Anstellwinkel dC (Figur 2) ist verstellbar mittels Stellvorrichtungen 4, die für die Ober- und ünterwalzen gesondert vorgesehen und in Figur 1 und 3 dargestellt sind. Eine Stellspindel 5 erlaubt ein gemeinsames Schwenken der drei Oberbzw, ünterwalzen 3, welche in jeder eingestellten Position arretierbar sind. Gewindebüchsen 6 erlauben ein gesondertes Einjustieren des Anstellwinkels cC jeder Walze 3. Eine Anzeigevorrichtung 7 am Lagergehäuse 8 sowie am Ständer 9 des Rohrlösewalzwerkes 1 ermöglichen eine genaue Einstellung jeder Walze 3.

Alle Walzen 3 sind angetrieben über jeweils eine eigene Gelenkwelle 1O_# die in Figur 2 zu erkennen sind. Gesondert für die Ober- und Unterwalzen 3 sind Verteilergetriebe 11 und 12 vorgesehen, die von Motoren 13 und 14 angetrieben werden.

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In Figur 2 und 3 sind Stellmotoren 15 zum Verstellen des Anstellwinkels £ der Walzen 3 zu erkennen. Für die Feineinstellung kann die Stellspindel 5 jedoch auch von Hand gedreht werden, wozu ein geeignetes Werkzeug auf den Zapfen 16 der Stellspindel aufgesetzt wird.

Die Walzen 3 sind ferner in vertikaler Richtung radial zur Rohrluppe 2 anstellbar. Dies gilt allerdings nur für die oberen Walzen 3, während die unteren Walzen 3 in radialer Richtung nicht anstellbar gelagert sind. Die radiale Anstellbewegung der oberen Walzen 3 erfolgt entweder mit Hilfe der Stellmotoren 17 oder zum Zwecke der Feineinstellung von Hand, wozu auf den Zapfen 18 ein geeignetes nicht dargestelltes Werkzeug aufgesetzt wird. In Figur 4 ist die Anstellvorrichtung deutlich erkennbar. Eine vom Stellmotor 17 oder über den Zapfen 18 angetriebene Schneckenwelle 19 bewegt ein Schneckenrad 20, welches ortsfest aber drehbar in Lagern 21 gelagert ist. Eine Gewindespindel 22 wird dadurch in vertikaler Richtung bewegt, an deren unterem Endabschnitt über ein Gelenkbolzen 23 ein Führungszapfen 24 großen Durchmessers befestigt ist. An diesem Führungszapfen 24 befindet sich an der unteren Stirnfläche das Lagergehäuse 8 einer der oberen Walzen 3, wobei das Lagergehäuse 8 drehbar am Führungszapfen 24 befestigt ist.

Der Führungszapfen 24 ist in einer Führungshülse 25 des Walzwerkständers 9 geführt. Nach dem Einstellen der radialen Position dei Walze 3 wird der Führungszapfen 24 in der Führungshülse 25 festgeklemmt, was mit Hilfe von Klemmstücken 26 geschieht, die von einem mit Druckmittel beaufschlagten Arbeitszylinder 2 7 mit der erforderlichen Klemmkraft gegen die Wandung des Führungszapfens ^ angepreßt werden. Auf diese Weise wird der Führungszapfen 24 spielfrei innerhalb der Führungshülse 25 arretiert. Deutlich ist erkennbar, daß die Klemmkraft im unteren Bereich der Füh-

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rungshülse 25 in Richtung der von der Walze 3 kommenden Kraft und im oberen Bereich der Führungshülse 25 entgegengesetzt zu dieser Kraft gerichtet ist.

In Figur 5 ist die Rohrluppe 2 in größerem Maßstab dargestellt. Um die Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rohrlösewalzwerkes 1 sichtbar zu machen, sind in Figur 5 die Spuren der Walzen 3 auf der Rohrluppe 2 aufgezeichnet. Die Spur des ersten Walzenpaares ist mit 30 bezeichnet und gekennzeichnet durch eine nach rechts oben steigende Schraffur. Zwecks klarerer Darstellung ist nur eine Spur jedes Walzenpaares schraffiert gezeichnet. Die Spur 30 des ersten Walzenpaares ist in Figur 5 links besonders deutlich zu erkennen. Sie setzt sich aber in gleicher Weise bei jeder Umdrehung der Rohrluppe 2 weiter nach rechts fort. Der mit "a" bezeichnete Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar bewirkt, daß sich die Spuren des ersten und des zweiten Walzenpaares im Oberflächenbereich 31 überdecken. Diese überdeckung erfolgt bei dem dargestellten Beispiel derart, daß jene Teile der Rohrluppenoberfläche, die von den Arbeitsflächenrändern des ersten Walzenpaares gewalzt wurden, vom Kalibergrund des zweiten Walzenpaares gewalzt werden, so daß ein Ausgleich hinsichtlich der Höhe des Walzdruckes erfolgt. Die Spur 32 des zweiten Walzenpaares ist mit strichpunktierten Randlinien und nach links steigender Schraffur dargestellt. Die Spur 33 des dritten Walzenpaares ist mit horizontalen Schraffurstrichen markiert. Da der Walzenpaarabstand "b" zwischen dem zweiten Walzenpaar und dem dritten Walzenpaar ein anderer, insbesondere größerer, ist, walzt dieses Walzenpaar den von den beiden vorherigen Walzenpaaren noch nicht überwalzten Bereich und überdeckt außerdem den Bereich 34, der bereits von dem ersten Walzenpaar gewalzt ist, wobei wiederum ein Ausgleich der Walzdrücke dadurch erfolgt, daß die Rohrluppenoberflächenab-

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schnitte, welche von dem linken Randbereich des ersten Walzenpaares gewalzt worden sind, nun vom Kalibergrund des dritten Walzenpaares gewalzt werden. Somit erfolgt auch hier ein weitgehender Ausgleich der wirksamen Walzdrücke.

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Claims

KOCKS TECHNIK GMBH & CO M 504 Sie/Hel. 13.7.1982 Rohrlösewalzwerk mit vier oder mehr angetriebenen Walzen Patentansprüche:

1.)Rohrlösewalzwerk mit vier oder mehr angetriebenen Walzen, die paarweise KaliberÖffnungen bilden und deren Walzenachsen sich unter einem verstellbaren Anstellwinkel schräg zur Walzgutlängsrichtung erstrecken, wobei die Walzenachsen jedes Walzenpaares sich kreuzend in unterschiedlichen Richtungen schräg verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die untereinander gleich ausgebildeten Walzen (3) eine Arbeitsflächenbreite von mehr als dem 1-fachen, vorzugsweise von dem 1,03-bis 1,5-fachen, der Vorschubstrecke pro Umdrehung der im Außendurchmesser größten Rohrluppe (2) besitzen, daß der oder die Walzenpaarabstände (a,b) gleich dem 1,5- oder 2,5- oder 3,5-fachen usw. bis zum 6,5-fachen der Vorschubstrecke pro Umdrehung der im Außendurchmesser nahezu kleinsten Rohrluppe (2) bemessen sind und daß die Anstellwinkel (Ji) der Walzen (3) zwischen 33 Grad und 55 Grad betragen.

2. Rohrlösewal.iwerk nach Anspruch 1 mit mehr als zwei Walzenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenpaarabstände (a,b) in Walzgutlängsrichtung unterschiedlich groß bemessen sind.

3. Rohrlösewalzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bemessung der verschiedenen Walzenpaarabstände (a,b) unterschiedliche Rohrluppenaußendurchmesser zugrundegelegt sind.

Geschäftshaus: NeustraBe 69 - 4010 Hilden - Telefon (0 21 03) 79 00 · - Telex 8581688 frko. d.

Banken: Commerzbank AG, Dusteldorf, Konto 1 371 053 (BLZ 300 400 OQ) - Deutsche Bank AQ. Düsseldorf, Konto 2 454130 (BLZ 300 70010) Kommanditgesellschaft Sitz Hilden, Registergericht: Langenfeld. HRA 645. persönlich haftende Gesellschafterin: Kocks Technik GmbH, Sitz: Wermelsklrchen, Reglsteraarirfct· "'··melsklrchen. HRB 170. Geschäftsführer: All Blndernaael und Wolfgang Altenburg

4. Rohrlösewalzwerk nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem die Walzen in Lagergehäusen gelagert und diese an senkrecht zu den Walzenachsen sich erstreckende Führungszapfeη stirnseitig angeordnet sind, welche in Führungshülsen des Walzwerkständers axial beweglich geführt sind, dadurch g e ke nnze ichne t, daß der Außendurchmesser des Führungszapferis (24) größer als die Arbeitsflächenbreite der Walzen (3) bemessen ist.

5. Rohrlösewalzwerk nach Anspruch -4, dadurch gekennz e ichne t, daß die axiale in der Führungshülse verbleibende Führungszapfenlänge mindestens gleich dem 1,5-fachen des Führungszapfendurchmessers bemessen ist.

6. Rohrlösewalzwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungszapfen (24) im Bereich des der Walze (3) zugekehrten und abgekehrten Randes seiner Führungshülse (25) festklemmbar ist.

7. Rohrlösewalzwerk nach Anspruch 6, da.durch gek.ennzeichnet, daß die Klemmkraft an dem der Walze (3) zugekehrten Rand der Führungshülse (25) im wesentlichen in Richtung der von der Walze (3) kommenden Kraft und an dem der Walze (3) abgekehrten Rand der Führungshülse (25) entgegengesetzt zu dieser Kraft gerichtet ist.