DE3390513C2 - Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren sowieWalzwerk zu dessen Durchf}hrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Walzwerk zu dessen Durchführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Ein solches Verfahren und ein solches Walzwerk sind aus der DE-AS 16 02 135 bzw. der DE-OS 28 25 008 bekannt.

Die DE-AS 16 02 135 zeigt ein Pilgerschrittwalzwerk mit zwei Arbeitswalzen. Die in der Luppe geführte Dornstange ist mit einem Spannfutter starr verbunden, das seinerseits auf einem Schlitten sitzt. Für die hin- und hergehende Bewegung des Schlittens greift ein am Schlitten starr befestigter Mitnehmer in eine auf einer kontinuierlich drehenden Nockentrommel ausgebildete, schleifen­ förmige Nut ein. Die schleifenförmige Nut ist so ausgebildet, daß der Vorwärtshub des Schlittens in derselben Zeitspanne erfolgt wie sein Rückwärtshub. Die Kurventrommel wird synchron mit den Arbeitswalzen gleichförmig durch eine Antriebsvorrichtung gedreht. Für den Luppenvorschub wird das Gehäuse, in dem die Kurventrommel und der Schlitten angeordnet sind, über eine Spindel in Richtung der Arbeitswalzen bewegt.

Bei diesem Verfahren wird die Luppe während des Rückhubs mit dem Dorn gegen die Drehrichtung der Arbeitswalzen unter gleich­ zeitiger Drehung um die Längsachse der Luppe verschoben, wobei ein Abschnitt der Luppe relativ zum Dorn in Rückhubrichtung bewegt und in den Arbeitswalzenspalt eingegeben wird. Während des Vorwärtshubs wird die Luppe in Drehrichtung der Walzen verschoben und ein Abschnitt der Luppe auf dem Dorn herunter­ gewalzt. Während des Walzvorgangs, d. h. während der Berührung der Arbeitswalzen mit der Luppe, entspricht die Geschwindigkeit der Luppe der Umfangsgeschwindig­ keit der Arbeitswalzen, so daß zwischen Luppe und Arbeitswalzen eine reine Abrollbewegung stattfindet. Aufgrund der gleichförmigen Drehung der Arbeitswalzen ist die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen nahezu konstant. Um eine reine Abrollbewegung zu gewährleisten, ist die Kurvennut so ausgebildet, daß sie im Bereich des Walz­ vorganges eine konstante oder nahezu konstante Steigung hat, um die Geschwindigkeit der Luppe an die konstante Umfangsge­ schwindigkeit der Arbeitswalzen anzupassen.

Da der Schlitten auf diese konstante Geschwindigkeit beschleu­ nigt und nach dem Walzvorgang wieder abgebremst werden muß, beträgt der die Luppe berührende Arbeitsabschnitt der Arbeits­ walzen weit unter 180°, da ansonsten die dynamische Belastung beim Beschleunigen und Abbremsen zu hoch wäre. Für ein Umrüsten des Pilgerschrittwalzwerkes auf eine andere Rohrgröße muß zudem die Trommel ausgewechselt werden.

Bei dem aus der DE-OS 28 25 008 bekannten Pilgerschrittwalzwerk laufen die von einem Hauptantrieb angetriebenen Arbeitswalzen gleichförmig um. Mit dem Hauptantrieb ist ein Vorschubfutter verbunden, zu dem mit einer Vorschubspindel in Eingriff stehende Muttern koaxial angeordnet sind. Die Vorschubspindel ist zusammen mit den Dornstangen auf einem Schlitten angeordnet. Weiterhin ist mit dem Hauptantrieb eine Verschiebeeinrichtung für eine hin- und hergehende Verschiebung des Schlittens verbunden, die mit einem Vorderfutter und einer Einrichtung für Vorschub und Drehung der Luppe in Verbindung steht. Für die Drehung der Luppe ist ein Umsetzer angeordnet, der die kontinuierliche Drehung des Haupt­ antriebs in eine diskontinuierliche Drehung der Luppe umsetzt. Die Verschiebeeinrichtung ist so ausgelegt, daß die Verschiebe­ geschwindigkeit des Schlittens während der Berührung von Arbeits­ walzen und Luppe der Umfangsgeschwindigkeit der kontinuierlich drehenden Arbeitswalzen entspricht.

Bei der hin- und hergehenden Bewegung existieren zwei soge­ nannte Totpunkte zu Beginn und am Ende der Verschiebung, an denen die Verschiebungsgeschwindigkeit gleich null ist. Um die Verschiebungsgeschwindigkeit auf die Linear­ geschwindigkeit der Arbeitswalzen abzustimmen, müssen die Luppe und der Dorn zu Beginn der Hübe beschleunigt und am Ende der Hübe abgebremst werden. Da bei diesem Pilgerschrittwalzwerk der Arbeitswinkel der Arbeitswalzen mindestens 180° beträgt, entfällt auf den Vorwärtshub, während dessen die Luppe durch die Arbeitswalzen verformt wird, mehr als die Hälfte der Walz­ zyklusdauer. Dies bedeutet aber auch, daß der Rückwärtshub in einem geringeren Zeitintervall als der Vorwärtshub erfolgen muß, wodurch das Walzwerk dynamisch hoch belastet wird. Die Anpassung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Schlittens er­ folgt über eine mit dem Hauptantrieb kinematisch verbundene, gleichförmig drehende Treibkurbel, an der eine Kurbel angreift, die die gleichmäßige Drehung in eine ungleichmäßige umformt. Diese ungleichmäßige Drehung wird über eine weitere Kurbel auf Pleuel übertragen, die den in Führungen angeordneten Schlit­ ten verschieben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren der gattungsgemäßen Art und die gattungsgemäße Vor­ richtung zu dessen Durchführung so auszubilden, daß das Pilger­ schrittwalzwerk geringen dynamischen Belastungen ausgesetzt ist und so die Arbeitsgeschwindigkeit bzw. die Leistung des Pilgerschrittwalzwerks erhöht wird.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst, die in den Unter­ ansprüchen 3 bis 7 weitergebildet sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die dynamischen Belastungen eines Pilger­ schrittwalzwerks herabgesetzt, da die Verschiebeeinrichtung keine hohen Beschleunigungs- bzw. Bremskräfte erfährt und Stöße der Arbeitswalzen gegen die Luppe vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Walzwerks wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 schematische Darstellungen des Walzwerks in verschiedenen Verfahrensstadien,

Fig. 5 ein Diagramm der Geschwindigkeit und der Beschleunigung eines gewalzten Rohres sowie von Arbeitswalzen und einem Dorn des Walzwerks,

Fig. 6 eine geschnittene Draufsicht auf das Walzwerk,

Fig. 7 eine entlang der Walzwerkachse geschnitte­ ne Seitenansicht des Walzwerks und

Fig. 8 bis 10 eine zweite Ausführungsform einer Sinus­ einrichtung.

Bei dem Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren wird die Luppe 1 (Fig. 1) mit einem im Inneren angeordneten Dorn 2 aus der linken Endstellung (linker Totpunkt) gegen die Drehrich­ tung der Walzen 3 (Rückwärtshub) zwangsläufig verlagert. Dabei wird ein Abschnitt m der Luppe 1 durch deren zusätzliche Verlagerung relativ zum Dorn 2 in der gleichen Richtung in die Walzen 3 eingegeben und zusammen mit dem Dorn 2 um einen Drehwinkel Φ gedreht. Beim Rückwärtshub der Luppe 1 befinden sich Leerabschnitte ab des Kalibers der Walzen 3 über der Luppe 1. Am Ende des Rückwärtshubs wird in der rechten End­ stellung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 (Fig. 2, rechter Totpunkt) die Richtung der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 umgekehrt. Sie werden in Drehrichtung der Arbeits­ walzen 3 (Vorwärtshub) verlagert. Die Luppe 1 mit dem Dorn 2 wird beim Vorwärtshub derart zwangsläufig verlagert, daß im Augenblick ihres Zusammentreffens mit den Arbeitswalzen 3 (Fig. 3) die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 und die Geschwindigkeit ihre Verlagerung durch die Arbeitswalzen 3 gleich sind. Während des Vorwärtshubs der Luppe 1 mit dem Dorn 2 wird der Abschnitt m der Luppe 1 auf dem Dorn 2 heruntergewalzt. Beim Walzvorgang wird die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 größen- und richtungsmäßig auf die Geschwindigkeit ihrer Verlagerung durch die Arbeitswalzen 3 abgestimmt. Das Walzen der Luppe 1 wird mit dem Arbeitsabschnitt cd des Kalibers der Walzen 3 durchgeführt und beendet, wenn sich der Punkt d am Ende des Arbeitsabschnitts des Kalibers über der Luppe 1 befindet (Fig. 4). Die Geschwindigkeit V₁ (Fig. 5) der zwangs­ läufigen Verlagerung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 beim Vorwärts- und Rückwärtshub sowie die Geschwindigkeit V₂ der Verlagerung der Luppe 1 durch die Arbeitswalzen 3 werden nach einem harmo­ nischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert. Beim Vorwärtshub (Abschnitt CD, Fig. 5) werden die Geschwindigkeiten V₁ und V₂ nach Größe und Richtung aufeinander abgestimmt. Die zwangs­ läufige Verlagerung der Luppe 1 beim Vorwärts- und Rückwärts­ hub wird während gleich großer Zeitspannen durchgeführt. Der Punkt A im Diagramm der Änderung der linearen Arbeitswalzenge­ schwindigkeit V₃ entspricht der Stellung der Luppe 1 und der Walzen 3, die in Fig. 1 (Beginn des Rückwärtshubes) darge­ stellt ist.

Beim Rückwärtshub wird die Geschwindigkeit V₁ der zwangsläufi­ gen Luppenverlagerung von Null im linken Totpunkt (Punkt E in Fig. 5) bis zum maximalen Wert geändert und dann wieder auf Null im rechten Totpunkt (Punkt F in Fig. 5) verringert. Am Ende des Rückwärtshubes (rechter Totpunkt) wird die Richtung der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 in die entgegengesetzte geändert und die weitere zwangsläufige Verlagerung der Luppe (Vorwärtshub) wird unter Änderung ihrer Geschwindigkeit V₁ nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz durchgeführt. Die Änderung der Geschwindigkeit V₁ der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 beim Vorwärtshub ent­ spricht dem Abschnitt FCDE im Diagramm der Fig. 5. Die maxima­ le Größe der Geschwindigkeit V₁ beim Vorwärts- und Rückwärtshub hängt von der Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerks ab. Mit der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit nimmt V₁ zu.

Beim Rückwärtshub wird, wenn die Luppe 1 mit dem Dorn 2 gegen die Drehrichtung der Arbeitswalzen 3 zwangsläufig verlagert wird, deren lineare Geschwindigkeit V₃ nach einem Gesetz geändert, das durch die Kurve des Abschnitts AB im Diagramm der Fig. 5 wiedergegeben ist. Zu Beginn des Vorwärtshubes (Abschnitt BC im Diagramm) wird die Drehung der Arbeitswal­ zen 3 unter Erhöhung ihrer linearen Geschwindigkeit V₃ auf die Geschwindigkeit V₂ im Punkt C durchgeführt. In diesem Punkt kommt die Luppe 1 mit den Walzen 3 in Berührung, wobei die Geschwindigkeit V₁ der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 auf die Geschwindigkeit V₂ ihrer Verlagerung durch die Arbeits­ walzen 3 größen- und richtungsmäßig abgestimmt ist.

Bei der weiteren zwangsläufigen Verlagerung (Vorwärtshub) wird die Luppe 1 auf dem Dorn 2 durch die Arbeitswalzen 3 auf das Fertigrohrmaß heruntergewalzt. Während des Walzens (Vorwärts­ hub) wird die Geschwindigkeit V₁ der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 auf die Geschwindigkeit V₂ ihrer Verlagerung durch die Arbeitswalzen 3 (Abschnitt CD im Diagramm der Fig. 5) größen- und richtungsmäßig abgestimmt. Während des Walzens werden diese Geschwindigkeiten nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert. Am Ende des Vorwärtshubes ist das Walzen der Luppe 1 auf dem Dorn 2 durch die Arbeitswalzen 3 auf das Fertigrohrmaß abgeschlossen (Punkt D im Diagramm der Änderung der Geschwindigkeiten V₁ und V₂ in Fig. 5). Die Walzen 3 werden von der Luppe 1 entfernt. Die Geschwindigkeit V₁ der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 wird auf Null (Ab­ schnitt DE im Diagramm) (der linke Totpunkt) und die Geschwin­ digkeit V₂ auf den Wert der Geschwindigkeit V₃ (Abschnitt DA im Diagramm) reduziert. Damit ist der Walzzyklus beendet.

Der harmonische (etwa sinusförmige) Charakter der Geschwindig­ keitsänderung bei der zwangsläufigen Hin- und Herbewegung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 und ihrer Halteeinrichtungen gestattet es, den maximalen Wert der Beschleunigung W (Fig. 5) und somit die dynamischen Belastungen zu reduzieren und dadurch die Arbeitsgeschwindigkeit und folglich die Walzwerksleistung zu vergrößern. Außerdem wird durch die Änderung der Geschwin­ digkeit der Hin- und Herbewegung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 und ihrer Halteeinrichtungen nach einem harmonischen Gesetz das dynamische Moment auf der Welle der Sinuseinrichtung ausgeglichen.

Das Walzwerk für das Pilgerschrittwalzen von Rohren zur Durch­ führung des beschriebenen Verfahrens enthält ein feststehendes Gerüst 4 (Fig. 6) mit darin angeordneten Arbeitswalzen 3, die von einem Hauptantrieb 5 kontinuierlich gedreht werden. Der Hauptantrieb 5 enthält einen Elektromotor 6, einen Riemen­ trieb 7 und ein Getriebe 8. Vom Elektromotor 6 wird die Dreh­ hung über den Riementrieb 7 und das Getriebe 8 des Haupt­ antriebs 5 auf einen Umwandler 9 zur Umwandlung der gleichmä­ ßigen Drehung in eine ungleichmäßige übertragen. Der Umwand­ ler 9 dient zur Übertragung der Drehung über Spindeln 10 auf die Arbeitswalzen 3. Der Umwandler 9 ermöglicht eine Drehung der Arbeitswalzen 3 derart, daß die Geschwindigkeit der Ver­ lagerung der Luppe 1 durch die Arbeitswalzen 3 beim Vorwärts­ hub (während der Verformung der Luppe 1 durch die Arbeits­ walzen 3) nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert wird.

Das Getriebe 8 des Hauptantriebs 5 enthält Zahnräder 11 und 12, über die die Drehung auf ein Läuferrad 13 einer Sinus­ einrichtung 14 übertragen wird, die in einem Gehäuse 15 ge­ meinsam mit dem Getriebe 8 des Hauptantriebs 5 gelagert ist.

Die Sinuseinrichtung 14 kann jedoch auch in einem eigenen Gehäuse untergebracht und mit dem Getriebe 8 des Hauptan­ triebs 5 kinematisch verbunden werden.

Im Gehäuse 15 ist ein Sonnenrad 16 mit seiner Innenverzahnung koaxial zum Läuferrad 13 angeordnet. In einer Bohrung des Läuferrads 13 ist exzentrisch zu seiner Drehachse eine Kur­ belwelle 17 mit einem starr befestigten Planetenrad 18 gela­ gert, das mit dem Sonnenrad 16 kämmt. Auf dem Ende der Kurbel­ welle 17 ist eine Kurbel 19 vorgesehen. Der Wälzkreisradius des Planetenrads 18 stimmt mit dem Radius der Kurbel 19 und der Wälzkreisdurchmesser des Planetenrades 18 mit dem Wälz­ kreisradius des Sonnenrades 16 überein.

Durch eine derartige Sinuseinrichtung 14 wird es auf einfache Weise ermöglicht, die gleichmäßige Drehung in die hin- und hergehende Verlagerung der Kurbel 19 mit einer nach einem harmonischen Gesetz variierenden Geschwindigkeit umzuwandeln.

Die Kurbel 19 ist über eine Zugstange 20 mit einem Hebel 21 einer Verschiebeeinrichtung 22 für eine hin- und hergehende Verlagerung eines Schlittens 23 (Fig. 6, 7, 8) verbunden. Der Hebel 21 ist an einem Ende einer Welle 24 starr befestigt, die in Lagerungen 25 angeordnet ist. Auf dem anderen Ende der Welle 24 befindet sich ein Hebel 26 mit einer Ringnut, in der ein Nutenstein 27 einstellbar angeordnet ist. Der Nutenstein 27 wird durch Keile 28 über Schrauben 29 eingestellt. Über eine Gelenkstange 30 ist der Nutenstein 27 mit einem Vorder­ futter 31 verbunden, das in Führungen eines Rahmens 32 an­ geordnet ist.

Die Sinuseinrichtung 14, die kinematische Verbindungen ihrer Kurbel 19 über die Zugstange 20 mit dem auf dem einen Ende der Welle 24 angeordneten Hebel 21 der Verschiebeeinrichtung 22 in Kombination mit dem auf dem anderen Ende der Welle 24 angeord­ neten Hebel 26, der eine Ringnut besitzt, in der der Nuten­ stein 27 einstellbar angeordnet ist, der über die Zugstange 30 mit dem Vorderfutter 31 verbunden ist, gestattet es, die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppen 1 mit den Dornen 2 beim Vorwärts- und Rückwärtshub nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz zu ändern, diese Verlagerungen innerhalb gleich großer Zeitspannen durchzufüh­ ren und die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 beim Vorwärtshub auf die Geschwindigkeit ihrer Ver­ lagerung durch die Arbeitswalzen 3 bei der Änderung des Walz­ programms mit hoher Präzision abzustimmen. Die Maximalbe­ schleunigungen der hin- und hergehenden Luppe 1 und ihrer Halteeinrichtungen werden so verringert. Dadurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit und folglich die Leistung des Walzwerks erhöht werden.

In dem Vorderfutter 31 ist ein Ende 34 einer Welle 35 eines Umsetzers 36 zur Umsetzung der kontinuierlichen Drehung des Hauptantriebs 5 in eine diskontinuierliche Drehung der Luppe 1 in Wälzlagern angeordnet. In dem Vorderfutter 31 sind außerdem Spindeln 37 mit Spannköpfen 38 und Zahnrädern 39 gelagert, die mit einem Zahnrad 40 kämmem, das an dem Ende 34 der Welle 35 befestigt ist. Die Welle 35 des Umsetzers 36 ist axialver­ schieblich in der Bohrung einer Fassung 41 koaxial mit einem Kegelzahnrad 42 angeordnet. Die Fassung 41 ist im feststehen­ den Gehäuse 43 des Umsetzers 36 angeordnet. Die Fassung 41 wird über das Kegelzahnrad 42 durch eine Ritzelwelle 44 zur Drehung gebracht, die über eine Zwischenwelle 45 mit einer Welle 46 verbunden ist, auf der das Zahnrad 12 angeordnet ist. Die Fassung 41 ist mit Stützrollen 47 versehen, die mit den Schraubenflächen der Welle 35 zusammenwirken, deren zweites Ende 48 über ein gelagertes Gelenk 49 mit einer Vorschubspin­ del 50 verbunden ist, die mit Muttern 51 eines Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 zusammenwirkt und im Gehäuse 53 des Schlittens 23 gelagert ist.

Durch die Lagerung des Endes 34 der Welle 35 des Umsetzers 36 im Vorderfutter 31 sowie durch die Verbindung ihres anderen Endes 48 mit der Vorschubspindel 50 über das gelagerte Gelenk 49 wird die hin- und hergehende Verlagerung einfach und zuver­ lässig gelöst. Die Fassung 41, deren Stützrollen 47 mit den Schraubenflächen der Welle 35 zusammenwirken, gestattet es, auf einfache Weise die kontinuierliche Drehung der Fassung 41 in eine diskontinuierliche Drehung der Welle 35 umzuwandeln. Dabei werden während des Vorwärtshubs die Drehungen der Welle 35 und der Fassung 41 subtrahiert, so daß sich die Welle 35 in Axialrichtung verschiebt, ohne sich um ihre Achse zu drehen. Beim Rückwärtshub werden die Drehungen der Welle 35 und der Fassung 41 addiert, so daß sich die Welle 35 um einen bestimm­ ten Winkel dreht. Die genannte Konstruktion des Umsetzers 36 sowie die genannte kinematische Verbindung seiner Welle 35 mit dem Vorderfutter 31 und der Vorschubspindel 50 gestatten eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerks und erhöhen folglich dessen Leistung.

Das im Schlitten 23 angeordnete Ende der Vorschubspindel 50 ist hohl ausgebildet. Auf der Stirnfläche ist in einer Bohrung der Vorschubspindel 50 eine Hülse 54 koaxial angeordnet, in deren sechskantiger Mittenbohrung das sechskantige Ende 55 einer Vorschubwelle 56 eines Vorschub- und Drehgetriebes 57 koaxial angeordnet ist. Im Gehäuse 53 des Schlittens 23 sind Spindeln 58 mit Spannfuttern 59 für Dornstangen 60 gelagert, die die Dorne 2 tragen. Das Ende 48 der Welle 35 hat ein sechskantiges Querschnittsprofil. Dieses Ende 48 der Welle 35 ist in der Bohrung einer Eingangsritzelwelle 61 einer Dreh­ übertragungseinrichtung 62 koaxial angeordnet und steht mit der sechskantigen Fläche einer in der Bohrung der Eingangsrit­ zelwelle 61 angeordneten Hülse 63 in Kontakt. Die Drehüber­ tragungseinrichtung 62 ist auf der Einstichseite des Gerüstes 4 angeordnet. In Führungen seines Ständers 64 befinden sich zwischen einer unteren und einer oberen Stützwalze 65 bzw. 66 die Arbeitswalzen 3. Die Drehübertragungseinrichtung 62 ist in Form eines einstufigen Getriebes ausgebildet und enthält ein Gehäuse 67, in dem die hohle Eingangsritzelwelle 61 und eine Ausgangsritzelwelle 68 gelagert sind, die über eine Kupplung 69 mit einem Ende einer Drehwelle 70 verbunden ist.

Die Drehübertragungseinrichtung 62, deren Anordnung auf der Einstichseite des Gerüstes 4 und deren einfache und zuver­ lässige Konstruktion gestatten es, bei einer minimalen Anzahl von Verzahnungen (nur ein Paar Zahnräder 61, 68) die Drehung von der Welle 35 auf die Drehwelle 70 zu übertragen.

Die Drehwelle 70 hat ein sechskantiges Querschnittsprofil und ist in der Bohrung einer hohlen Ritzelwelle 71 koaxial an­ geordnet, die im Gehäuse 72 des Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 angeordnet ist und mit der sechskantigen Ober­ fläche der Bohrung einer Hülse 73 in Kontakt steht, die in der Bohrung der Ritzelwelle 71 konzentrisch angeordnet ist. Zu­ sammen mit der Ritzelwelle 71 sind im Gehäuse 72 des Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 ein Zwischenrad 74 (Fig. 6, 7) und Spindeln 75 mit Spannköpfen 76 und Zahnrädern 77 angeord­ net. Die Ritzelwelle 71 kämmt mit dem Zwischenrad 74 und dieses mit den Zahnrädern 77. Die Drehwelle 70 ist ebenfalls in der Bohrung einer hohlen Ritzelwelle 78 koaxial angeordnet, die ihrerseits im Gehäuse 53 des Schlittens 23 angeordnet ist und mit der sechskantigen Oberfläche der Bohrung in einer Hülse 79 in Kontakt steht, die in der Bohrung einer Ritzel­ welle 78 konzentrisch angeordnet ist. Ähnlich wie das Futter 52 ist im Gehäuse 53 des Schlittens 23 ein Zwischenrad 80 angeordnet. Auf den Spindeln 58 sind Drehräder 81 angeordnet, die über das Zwischenrad 80 und die Ritzelwelle 78 mit der Drehwelle 70 kinematisch verbunden sind. Das andere Ende der Drehwelle 70 ist über eine Kupplung 82 mit dem einen Ende einer Eingangswelle 83 verbunden, die im Gehäuse 84 des Vor­ schubgetriebes 57 angeordnet ist. Außer der genannten Ein­ gangswelle 83 ist im Gehäuse 84 des Getriebes 57 eine Zwi­ schenwelle 85 mit einer Stirnkupplungshälfte 86 angeordnet, die über ein Paar von Wechselrädern 87 mit der Zwischenwelle 85 verbunden ist, die koaxial mit der Vorschubwelle 56 an­ geordnet ist. Auf dem geschlitzten Ende 88 der Vorschubwelle 56 ist eine doppelseitige Kupplungshälfte 90 durch einen Hy­ draulikzylinder 89 axial verschiebbar. Auf der Vorschubwelle 56 ist eine gezahnte Kupplungshälfte 91 gelagert, die mit einem auf der Eingangswelle 83 gelagerten Kegelstirnrad 92 kämmt. Mit dem Kegelstirnrad 92 kämmt weiter ein Kegelrad 93, das auf einer Welle 94 angeordnet ist, die über eine Kupplung 95 mit einem Motor 96 für eine beschleunigte Verstellung des Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 verbunden ist.

Die Übertragung der diskontinuierlichen Drehung von der Dreh­ welle 70 auf die Vorschubwelle 50 über das Wechselräderpaar 87 gestattet es, die Anzahl der Zahnradtriebe im Vorschubgetriebe 57 auf ein Minimum zu reduzieren, die Betriebszuverlässigkeit und folglich die Arbeitsgeschwindigkeit und die Leistung des Walzwerks zu erhöhen.

In der Sinuseinrichtung 14 ist auf dem anderen Ende der Kur­ belwelle 17 eine zusätzliche Kurbel 97 mit gleichem Radius wie die Kurbel 19, jedoch um 180° zur Kurbel 19 versetzt angeord­ net. Die zusätzliche Kurbel 97 (Fig. 10) ist über einen senk­ rechten Lenker 98 mit dem Ende eines zweiarmigen Hebels 99 gelenkig verbunden, der in Lagerungen 100 angeordnet ist und auf den Enden Ausgleichsgewichte 101 (mit Berücksichtigung der Masse des senkrechten Lenkers 98) trägt, deren Masse mit der Masse der hin- und hergehenden Teile des Walzwerks überein­ stimmt.

Die zusätzliche Kurbel 97, die auf dem anderen Ende der Kur­ belwelle 17 der Sinuseinrichtung 14 angeordnet und um 180° relativ zur Kurbel 19 versetzt sowie über den senkrechten Lenker 98 mit einem Hebel 99 verbunden ist, der auf seinen Enden gegenseitig ausgleichende Gewichte 101 trägt, deren Masse mit der Masse der hin- und hergehenden Teile des Walz­ werks, d. h. des Vorderfutters 31, der Welle 35 der Vorschub­ spindel 50, des Futters 52 mit den Luppen 1, und des Schlit­ tens 23 mit den Dornstangen 60, übereinstimmt, gestattet es, die dynamischen Momente der genannten hin- und hergehenden Massen des Walzwerks und der Gewichte 101 des Hebels 99 auf der Kurbelwelle 17 gegenseitig auszugleichen. Diese dynami­ schen Momente haben die gleiche Größe, sie sind jedoch ent­ gegengesetzt gerichtet, weil die Kurbeln 19 und 97 um 180° relativ zueinander versetzt sind. Durch den genannten Aus­ gleich der dynamischen Momente auf der Kurbelwelle 17 der Sinuseinrichtung 14 wird eine Übertragung der Momente auf die Glieder des Hauptantriebs 5 ausgeschlossen, was die Laufruhe des Walzwerks verbessert und seine Arbeitsgeschwindigkeit und Leistung erhöht.

Das Walzwerk arbeitet folgendermaßen:
Vor dem Walzbeginn werden die rohrförmigen Luppen 1 durch eine Speiseeinrichtung einer Ausgabeanlage zugeführt und durch eine Einstoßvorrichtung gefördert. Vor dem Aufgeben werden die Enden der Dornstangen 60 durch die Spannfutter 59 entspannt und die Luppen 1 auf die Dornstangen 60 eingestochen. Gleich­ zeitig mit dem Einstechen der Luppen 1 auf die Dornstangen 60 erfolgt eine beschleunigte Rückführung des Futters 52 in die linke Endstellung. Die Spannköpfe 76 des Futters 52 sind dabei entspannt, um einen freien Durchgang der Luppen 1 durch diese zu ermöglichen. Zur beschleunigten Rückführung des Futers 52 für den Vorschub der Luppen 1 wird die auf dem geschlitzten Ende 88 der Vorschubwelle 56 sitzende doppelseitige Kupplungs­ hälfte 90 durch den hydraulischen Kurzhubzylinder 89 in Ein­ griff mit der gezahnten Kupplungshälfte 91 und außer Eingriff mit der Kupplungshälfte 86 gebracht, wodurch die kinematische Verbindung unterbrochen wird. Danach wird der Motor 96 einge­ schaltet, von dem die Drehung über die Kupplung 95, die Welle 94, das Kegelrad 93 auf das Kegelstirnrad 92 übertragen wird. Vom Kegelstirnrad 92 wird die Drehung über die gezahnte Kupp­ lungshälfte 91, die doppelseitige Kupplungshälfte 90 und die Vorschubwelle 56 auf die Vorschubspindel 70 übertragen, durch die über die Muttern 51 eine beschleunigte Verlagerung des Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 zustandegebracht wird. Für eine eventuell erforderliche beschleunigte Verla­ gerung des Futters 52 in der geforderten Richtung ist der Motor 96 als Umkehrmotor ausgebildet. Nachdem das Futter 52 seine Endstellung erreicht hat, wird der Motor 96 abgeschaltet und die doppelseitige Kupplungshälfte 88 durch den Hydraulik­ zylinder 89 in die linke Endstellung gebracht, wobei sie außer Eingriff mit der gezahnten Kupplungshälfte 91 und in Eingriff mit der Stirnkupplungshälfte 86 der Zwischenwelle 85 gebracht wird, wodurch die Drehwelle 70 mit der Vorschubspindel 50 kinematisch verbunden wird. Nach der Eingabe der Luppen 1 in die Arbeitswalzen 3 werden die Enden der Dornstangen 60 durch die Futter 59 und die Luppen 1 durch die Spannköpfe 76 des Futters 52 gespannt.

Danach wird ein Kühlschmiersystem (nicht gezeigt) und der Elektromotor 6 des Hauptantriebs 5 eingeschaltet. Die Drehung wird vom Elektromotor 6 über den Riementrieb 7 auf den Umwand­ ler 9 übertragen. Die ungleichmäßige Drehung des Umwandlers 9 wird über die Spindeln 10 auf die Arbeitswalzen 3 übertragen. Dabei wird die Geschwindigkeit der Verlagerung der Luppen 1 durch die Arbeitswalzen 3 beim Vorwärtshub nach einem harmo­ nischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert. Gleichzeitig wird die Drehung des Elektromotors 6 über die Zahnräder 11 und 12 auf das Läuferrad 13 der Sinuseinrichtung 14 übertragen. Durch das Läuferrad 13 wird die darin exzentrisch zur Dreh­ achse des Läuferrads 13 gelagerte Kurbelwelle 17 gedreht, deren Planetenrad 18 am Sonnenrad 16 abrollt. Dabei vollführt die auf dem einen Ende der Kurbelwelle 17 angeordnete Kurbel 19 eine hin- und hergehende Bewegung mit einer nach dem Sinus­ gesetz harmonisch variierenden Geschwindigkeit. Die Bewegungs­ frequenz der Kurbel 19 stimmt mit der Drehfrequenz der Ar­ beitswalzen 3 überein. Die Verlagerung in Vorwärts- und Rück­ wärtsrichtung erfolgt innerhalb gleich großer Zeitspannen. Von der Kurbel 19 wird die Bewegung auf die Zugstange 20 der Verschiebeeinrichtung des Schlittens 23 übertragen. Über die Zugstange 20, den Hebel 21 und die Welle 24, die in Lagerungen 25 angeordnet ist, wird die Bewegung auf den Hebel 26 über­ tragen, in dessen Ringnut der Nutenstein 27 einstellbar an­ geordnet ist, der über die Zugstange 30 mit dem Vorderfutter 31 gelenkig verbunden ist, das sich in den Führungen des Rahmens 32 befindet. Da die Größe der Verstellung der Kurbel 19 und folglich der Kippwinkel des Hebels 21 der Welle 24 und des Hebels 26 konstant sind, werden die Geschwindigkeiten der zwangsläufigen Verlagerung der Luppen 1 beim Vorwärtshub durch eine Änderung des Pendelradius R des Nutensteins 27 auf die Geschwindigkeit ihrer Verlagerung durch die Arbeitswalzen 3 im Walzwerk abgestimmt. Zur Vergrößerung des Radius R wird der Nutenstein 27 nach oben verlagert, wodurch die Geschwindigkeit des Vorderfutters 31 und folglich des mit diesem verbundenen Vorschubfutters 52 mit den Luppen 1 vergrößert wird. Zur Verringerung des Radius R wird der Nutenstein 27 in der Nut durch die Keile 28 nach unten verlagert, wodurch sich die Größe der zwangsläufigen Verlagerung der Luppen 1 und folg­ lich deren Geschwindigkeit (bei gleicher Arbeitsgeschwindig­ keit des Walzwerks) verringert.

Das Vorderfutter 31 ist über die darin mit einem Ende gelager­ te Welle 35 und über das mit dem zweiten Ende 48 der Welle 35 verbundene gelagerte Gelenk 49 mit der Vorschubspindel 50 kinematisch verbunden, die mit den Muttern 51 des Futters 52 für den Vorschub der Luppen 1 zusammenwirkt. Die Vorschub­ spindel 50 ist mit ihrem anderen Ende in Schlitten 23 an­ geordnet. Dadurch wird das Vorderfutter 31 durch den Hebel 26 über die Zugstange 30 zusammen mit der Welle 35, der Vorschub­ spindel 50, dem Schlitten 23 und dem Futter 52 mit den in dessen Spannköpfen 76 eingespannten Luppen 1 zwangsläufig hin- und herverlagert. Dabei wird die Geschwindigkeit der Verlage­ rung beim Vorwärts- und Rückwärtshub nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert, wobei die Verlagerungen innerhalb gleich großer Zeitspannen erfolgen. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppen 1 beim Vorwärtshub auf die Geschwindigkeit ihrer Ver­ lagerung durch die Arbeitswalzen 3 (auf dem Abrollradius) nach Größe und Richtung abgestimmt.

Von der Kurbelwelle 17 der Sinuseinrichtung wird die Bewegung über die auf deren anderem Ende angeordnete zusätzliche Kurbel 97 und den senkrechten Lenker 98 auf die Gewichte 101 über­ tragen, die an den Enden des in den Lagerungen 100 angeord­ neten Hebels 99 befestigt sind. Die Gewichte 101 sind gegen­ seitig ausgeglichen und werden durch die zusätzliche Kurbel 97 über den Lenker 98 in eine rückläufige Schwingbewegung mit einer Geschwindigkeit gesetzt, die nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert wird, das mit dem Gesetz der Änderung der Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Luppen 1 mit den Dornen 2 und ihrer Halteeinrichtungen genau übereinstimmt. Durch die Versetzung der zusätzlichen Kurbel 97 um 180° relativ zur Kurbel 19 haben die dynamischen Momente auf der Kurbelwelle 17 der Sinuseinrichtung 14, die durch die Gewichte 101 und durch die hin- und hergehenden Luppen 1 mit den Dornen 2 und deren Halteeinrichtungen erzeugt werden, die gleiche Größe. Sie sind jedoch entgegengesetzt gerichtet. Im Ergebnis werden sie gegenseitig auf der Kurbelwelle 17 ausge­ glichen. Durch diesen Ausgleich wird der Hauptantrieb 5 von deren Einwirkung entlastet und dadurch die Arbeitsgeschwindig­ keit und folglich die Leistung des Walzwerks vergrößert.

Die Frequenz der hin- und hergehenden Verlagerung der Luppen 1 mit den Dornen 2 entspricht der Drehfrequenz der Arbeitswalzen 3. Die Geschwindigkeit der zwangsläufigen Verlagerung der Luppen 1 beim Vorwärtshub ist auf die Geschwindigkeit der Verlagerung der Luppen 1 durch die Arbeitswalzen 3 mit hoher Präzision abgestimmt. Im Vergleich zu herkömmlichen Walzwerken mit beweglichem Gerüst werden durch die Abstimmung der genann­ ten Geschwindigkeiten die Axialkräfte um das 8- bis 10fache reduziert, die von den Walzen 3 auf die Luppe 1 und den Dorn 2 einwirken und durch die ein erhöhter Verschleiß der Vorschub- und Dreheinrichtung, ein Zusammenstoßen der Enden von Walz­ rohren und eine Verschlechterung ihrer Oberflächenbeschaffen­ heit hervorgerufen werden.

Der Vorschub der Luppen 1 um den Betrag m relativ zu den Dornen 2 beim Rückwärtshub wird folgendermaßen durchgeführt. Die koaxial in der Fassung 41 angeordnete Welle 35 verlagert sich beim Rückwärtshub in Axialrichtung, weil sich deren Ende 34 im Vorderfutter 31 befindet. Die entlang der Achse der Welle 35 ausgebildeten Schraubenflächen wirken mit den in der Fassung 41 angeordneten Stützrollen 47 zusammen. Die Fassung 41 wird über das Kegelzahnrad 42 kontinuierlich durch die Ritzelwelle 44 gedreht, die über die Zwischenwelle 45 mit der Welle 46 des Zahnrades 12 des Getriebes 8 des Hauptantriebs 5 verbunden ist. Dabei werden die Drehungen der Fassung 41 und der Welle 35 beim Rückwärtshub addiert. Diese Addition ist auf das Zusammenwirken der Schraubenflächen der Welle 35 mit den Stützrollen 47 bei der Axialverlagerung der Welle 35 zurückzu­ führen. Im Ergebnis wird die Welle 35 um einen bestimmten Winkel gedreht. Beim Vorwärtshub werden die genannten Drehun­ gen subtrahiert und eine Drehung der Welle 35 kommt nicht zu­ stande.

Beim Rückwärtshub wird die Drehung von der Welle 35 des Umset­ zers 36 über deren Ende 48, das ein sechskantiges Quer­ schnittsprofil hat, über die mit diesem zusammenwirkende Hülse 63, die in der Bohrung des Zahnrades 61 befestigt ist, über die Ritzelwelle 68 der Drehübertragungseinrichtung 62 und die Kupplung 69 auf die Drehwelle 70 übertragen. Von der Drehwelle 70 wird die Drehung über die Kupplung 82, die Welle 83 des Vorschubgetriebes 57, das Paar der Wechselräder 87, die Zwi­ schenwelle 89, die Stirnkupplungshälfte 86 auf die doppelsei­ tige Kupplungshälfte 90 übertragen, die auf dem geschlitzten Ende 88 der Vorschubwelle 56 angeordnet ist. Von der Vorschub­ welle 56 wird die Drehung über deren sechskantige Ende 55, das koaxial in der Bohrung der mit diesem in Eingriff stehen­ den Hülse 54 angeordnet ist, die in der Bohrung der Vorschub­ spindel 50 befestigt ist, auf die Vorschubspindel 50 über­ tragen. Während des gesamten Rückwärtshubes wird durch die Vorschubspindel 50 über die Muttern 51 des Vorschubfutters 52 die Eingabe der in dessen Spannköpfen 76 eingespannten Luppen 1 in die Arbeitswalzen 3 um den erforderlichen Betrag m auf­ grund der zusätzlichen Verlagerung der Luppen 1 relativ zu den Dornen 2 erreicht. Der Vorschub m wird durch die Wahl der Wechselräder 87 des Vorschubgetriebes 57 eingestellt.

Durch die kontinuierliche Drehung der Fassung 41 des Umsetzers 36, deren Rollen 47 mit den Schraubenflächen der in dieser koaxial angeordneten Welle 35 zusammenwirken, ist die Kon­ struktion des Umsetzers 36 einfach und dessen Betriebszuver­ lässigkeit groß.

Durch die Drehübertragungseinrichtung 62 wird es ermöglicht, die Drehung über eine minimale Anzahl der Zahnräder (nur zwei Zahnräder 61 und 68) von der Welle 35 des Umsetzers 36 auf die Drehwelle 70 zu übertragen, von der die Drehung ebenfalls über nur das Wechselräderpaar 87 auf die Vorschubspindel 50 über tragen wird.

Die Drehung der Luppen 1 wird beim Rückwärtshub gemeinsam mit den Dornen 2 und Dornstangen 60 gleichzeitig mit deren Vor­ schub durchgeführt. Dabei wird die Drehung von der Drehwelle 70 über die mit dieser in Eingriff stehende Hülse 73 und die Zahnräder 71, 74 und 77 auf die Spindeln 75 und die Spannköpfe 76 übertragen, in denen die Luppen 1 befestigt sind. Durch die Drehwelle 70 werden auch die Dornstangen 60 gedreht, die in den Futtern 59 eingespannt sind, die auf den Enden der Spin­ deln 58 des Schlittens 23 angeordnet sind. Die Spindeln 58 werden über die auf diesen angeordneten Zahnräder 81, das Zwischenrad 80 und die Ritzelwelle 78 durch die Drehwelle 70 gedreht.

Auf diese Weise werden beim Rückwärtshub die Luppen 1 und die Dorne 2, die an den Dornstangen 60 befestigt sind, um den gleichen Winkel simultan gedreht.

Die Luppen 1 werden so lange heruntergewalzt, bis das Futter 52 das Gerüst 4 erreicht. Nachdem das Futter 52 das Gerüst 4 erreicht hat, wird das Walzwerk zum Stillstand gebracht. Die Luppen 1 in den Spannköpfen 76 des Futters 52 und die Enden der Dornstangen 60 in den Futtern 59 des Schlittens 23 werden entspannt und neue Luppen 1 werden auf die Dornstangen 60 bis zum Anschlag ihrer Enden gegen die Enden der noch nicht fertig gewalzten Luppen eingestochen. Die Enden der Dornstangen 60 werden in den Futtern 59 des Schlittens 23 und die Luppen 1 in den Spannköpfen 76 des Futters 52 für den Vorschub der Luppe 1 eingespannt. Die Spannköpfe 38 des Vorderfutters 31 werden eingeschaltet, durch welche die noch nicht fertig gewalzten Luppen 1 eingespannt werden und eine Axialverschiebung der noch nicht fertig gewalzten Luppen 1 beim Vorwärts- und Rück­ wärtshub unter Einwirkung der Trägheitskräfte verhindert wird. Die Drehung der noch nicht fertig gewalzten Luppen 1 wird ebenfalls beim Rückwärtshub simultan mit der Drehung der neu eingespannten Luppen durchgeführt. Dabei wird die Drehung über das auf dem Ende 34 der Welle 35 des Umsetzers 36 angeordnete Zahnrad 40 auf die Zahnräder 39 übertragen, die auf den Spin­ deln 37 des Vorderfutters 31 angeordnet sind. Durch die Spin­ deln 37 werden die an deren Enden befestigten Köpfe 38 mit den darin eingespannten nicht fertiggewalzten Luppen 1 gedreht. Die nicht fertiggewalzte Luppe 1 wird durch die neue Luppe so weit vorgeschoben, bis das hintere Ende des Fertigrohres aus dem Gerüst austritt. Danach werden die Spannköpfe 38 des Vorderfutters 31 entspannt und das nicht fertiggewalzte Rohr wird von einer Rinne (in Figur nicht gezeigt) in Aufnahmeta­ schen durch einen Ausstoßer (in Figur nicht gezeigt) abgenom­ men und in Maßlängen geschnitten. Sie können auch in der Aufnahmerinne geschnitten werden.

Der Vorschub m wird in Abhängigkeit von dem Luppenwerkstoff und der Gesamtabnahme in einem Durchgang gewählt und kann in einem Bereich von 1 bis 8 mm liegen.

Das Walzwerk gestattet es, Luppen 1 aus unterschiedlichsten Metallen und Legierungen bei einer Abnahme der Wanddicke von bis zu 90% und des Innendurchmessers von bis zu 60% zu walzen.

Das Walzwerk kann besonders gut zum Walzen von Rohren aus schwerverformbaren und zur Haftung neigenden Werkstoffen eingesetzt werden.

Durch die einfache und zuverlässige Konstruktion der Verschie­ beeinrichtung 22 zur hin- und hergehenden Verlagerung des Schlittens 23, des Vorschubgetriebes 57 für den Vorschub und die Drehung der Luppe 1 sowie durch die kinematischen Ver­ bindungen der genannten Einrichtungen untereinander und die kinematische Verbindung des Umwandlers 9 mit den Arbeitswalzen 3, sind die dynamischen Belastungen in den genannten Einrich­ tungen klein und die dynamischen Momente auf der Kurbelwelle 17 der Sinuseinrichtung 14 ausgeglichen, die durch die hin- und hergehenden Luppen 1 und deren Halteeinrichtungen erzeugt werden. Dadurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerks auf 160 Doppelhübe pro Minute beim Einsatz von Arbeitswalzen 3 mit einem Durchmesser von 200 mm und auf 140 Doppelhübe pro Minute beim Einsatz von Arbeitswalzen 3 mit einem Durchmesser von 300 mm beim zweiadrigen Rohrwalzen erhöht werden, wodurch die Walzwerksleistung vergrößert wird.

Außerdem können ungeteilte Stangen gewalzt werden. Dafür werden die Dornstangen mit den Dornen abgenommen und das Walzen gemäß dem oben dargestellten Verfahren durchgeführt

Der Betrieb des Walzwerks kann einfach und zuverlässig automa­ tisiert werden.

Beispiel

Bei dem Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren wird die Luppe 1 mit dem Dorn 2 beim Vorwärts- und Rückwärts­ hub innerhalb gleich großer Zeitspannen zwangsläufig ver­ lagert. Dabei werden die Geschwindigkeiten der zwangsläufigen Verlagerung der Luppe 1 mit dem Dorn 2 und ihrer Halteein­ richtungen, d. h. des Schlittens 23, des Futters 52, und des Vorderfutters 31 und die Geschwindigkeit der Verlagerung der Luppe 1 durch die Arbeitswalzen 3 nach einem harmonischen (etwa sinusförmigen) Gesetz geändert. Die Beschleunigung der hin- und hergehenden Luppen 1 mit dem Dorn 2 und ihrer Hal­ teeinrichtungen ändert sich nach dem Kosinusgesetz:

wobei
W die Beschleunigung der hin- und hergehenden Massen M der Luppen 1 mit dem Dorn 2 und der Halteeinrichtung (in diesem Beispiel ist M=97 kp · s²/m),
ω die Winkelgeschwindigkeit,
S die für das gesamte Sortiment durchschnittliche Verlagerung der Luppe 1 (in diesem Beispiel ist S=0,3 m), und
Φ der Drehwinkel des Läuferrads 13 der Sinuseinrichtung 14 ist.

Die Winkelgeschwindigkeit

wobei n die Drehzahl des Läufers 13 pro Minute ist.

In diesem Beispiel ist n=120 min^-1.
ω ist also

Der Drehwinkel Φ=180°, wenn sich die Masse M im Totpunkt befindet, an dem die Beschleunigung W einen maximalen Wert hat.

Die maximale Beschleunigung W=12,56².

Die Trägheitskraft F der hin- und hergehenden Massen M wird nach der Formel F=M · W ermittelt.

In diesem Beispiel ist

F = 97 · (-23,81) = -2309,6 kp.

Bei einem bisherigen Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren war die Beschleunigung W=42,85 m/s² und die Träg­ heitskraft F=-4151,6 kp.

Wie aus dem Beispiel ersichtlich, ist die Beschleunigung und die Trägheitskraft in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren fast um das 2fache kleiner als bei dem bisher bekannten Verfahren. Dies ermöglicht es, die Drehzahl des Läuferrads 13 pro Minute zu erhöhen, d. h. die Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerks und folglich seine Lei­ stung zu vergrößern.

Claims (9)

1. Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren unter Einsatz kontinuierlich drehender Arbeitswalzen (3), bei welchem

• - eine Luppe (1) während eines Rückhubs mit einem in ihr angeordneten Dorn (2) gegen die Drehrichtung der Arbeits­ walzen (3) unter gleichzeitiger Drehung um die Längs­ achse der Luppe (1) verschoben wird, wobei ein Abschnitt (m) der Luppe (1) relativ zum Dorn (2) in Rückhubrichtung verschoben und in den Arbeitswalzenspalt eingeführt wird,
• - die Luppe (1) mit dem in ihr angeordneten Dorn (2) in einem Vorwärtshub in Drehrichtung der Walzen (3) ver­ schoben und dabei während des Walzvorgangs der Abschnitt (m) der Luppe (1) auf dem Dorn (2) heruntergewalzt wird, wobei während des Walzvorgangs die Geschwindigkeit der Luppe beim Vorwärtshub der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen entspricht, und
• - die Verschiebung der Luppe (1) beim Vorwärtshub und beim Rückwärtshub innerhalb gleich großer Zeitspannen erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Luppe (1) beim Vorwärtshub und beim Rückwärtshub sowie die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen (3) während der Berührung mit der Luppe (1) nach einem harmonischen Gesetz geändert werden.

2. Walzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

• - mit Arbeitswalzen (3), die von einem Hauptantrieb (5) kontinuierlich in Drehung versetzt werden,
• - mit einem mit dem Hauptantrieb (5) kinematisch ver­ bundenen Futter (52) für den Vorschub der Luppe (1), in dem mit einer Vorschubspindel (50) in Eingriff stehende Muttern (51) koaxial angeordnet sind, wo­ bei die Vorschubspindel (50) zusammen mit einer Dornstan­ ge (60) auf einem Schlitten (23) angeordnet ist,
• - mit einer mit dem Hauptantrieb (5) kinematisch ver­ bundenen Verschiebeeinrichtung (22) für eine hin- und hergehende Verschiebung des Schlittens (23), die mit einem Vorderfutter (31) und einer Einrich­ tung für Vorschub und Drehung der Luppe (1) in Ver­ bindung steht, die einen Umsetzer (36) für eine Um­ setzung der kontinuierlichen Drehung des Hauptan­ triebs (5) in eine diskontinuierliche Drehung der Luppe (1) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen Arbeitswalzen (3) und Hauptantrieb (5) ein Umwandler (9) für eine Umwandlung der gleichför­ migen Drehung des Hauptantriebs (5) in eine ungleich­ förmige Drehung der Arbeitswalzen (3) angeordnet ist,
• - daß der Hauptantrieb (5) mit einer Sinuseinrichtung (14) kinematisch verbunden ist, die eine Kurbelwelle (17) mit einer ersten Kurbel (19) aufweist, die an der Verschiebeeinrichtung (22) angelenkt ist, die ihrerseits über eine Gelenkstange (30) mit dem Vor­ derfutter (31) in Verbindung steht, und
• - daß das Vorderfutter (31) mit dem Umsetzuer (36) ki­ nematisch verbunden ist, wobei der Umsetzer (36) eine in einer Fassung (41) axial verschiebbare Welle (36) aufweist, deren eines Ende in dem Vorderfutter (31) gelagert und deren anderes Ende (48) über ein gelagertes Gelenk (49) mit der Vorschubspindel (50) ver­ bunden ist.

3. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sinuseinrichtung (14) ein unbeweg­ liches Sonnenrad (16), das koaxial zu einem mit dem Hauptantrieb (5) kinematisch verbundenen, kontinuier­ lich drehenden Läuferrad (13) angeordnet ist, in dem die Kurbelwelle (17) exzentrisch zur Drehachse des Läuferrads (13) gelagert ist und ein auf der Kurbel­ welle (17) starr befestigtes, mit dem Sonnenrad (16) kämmendes Planetenrad (18) umfaßt, wobei der Wälz­ kreisradius des Planetenrades (18) dem Radius der Kur­ bel (19) und der Wälzkreisdurchmesser des Planeten­ rades (18) dem Wälzkreisradius des Sonnenrades (16) entspricht.

4. Walzwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Kurbelwelle (17) der Sinuseinrichtung (14) eine zweite Kurbel (97) um 180° relativ zur ersten Kurbel (19) versetzt angeordnet ist, die über einen Lenker (98) mit einem Ende eines zwei­ armigen Hebels (99) schwenkbar verbunden ist, der auf seinen beiden Armen gegenseitig ausgeglichene Gewichte (101) trägt.

5. Walzwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schiebeeinrichtung (22) einen Hebel (26) umfaßt, der auf einer mit der Kurbel (19) der Sinuseinrichtung (14) kinematisch verbundenen Welle (24) angeordnet ist und eine Führungsnut aufweist, in der ein Nuten­ stein (27) einstellbar angeordnet ist, an dem die Ge­ lenkstange (30) angelenkt ist.

6. Walzwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ schubspindel über ein Paar Wechselräder (87) mit ei­ nem Ende einer Drehwelle (70) in Verbindung steht, deren anderes Ende mit einer Ausgangswelle einer Drehüber­ tragungseinrichtung (62) verbunden ist, in deren hohler Eingangswelle (61) die Welle (35) des Umsetzers (36) koaxial angeordnet ist.

7. Walzwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fas­ sung (41) so im Umsetzer (36) angeordnet ist, daß sie kontinuierlich drehend mit dem Hauptantrieb (5) ver­ bunden ist, um den Drehwinkel der axial verschiebbaren Welle (35) des Umsetzers (36) beim Vorwärtshub zu ver­ größern und ihre Drehung beim Rückwärtshub zu verhin­ dern.