DE3432014A1

DE3432014A1 - Kaltpilger-walzverfahren

Info

Publication number: DE3432014A1
Application number: DE19843432014
Authority: DE
Inventors: Alfred 4670 Lünen Schaffrin
Original assignee: Individual
Current assignee: Epco 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1986-03-06

Description

Kaltpilger-Walzverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum absatzweisen Walzen langgestreckter Werkstücke auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit hin- und hergehendem Walzgerüst sowie einer synchron arbeitenden Dreh- und Vorschubeinrichtung für das Ausgangswerkstück.
Vorrichtungen zur Durchführung eines derartigen Verfahrens sind aus den DE-PSn 20 34 315 und 20 51 045 bekanntgeworden. Bei diesen und anderen Dreh- und Vorschubeinrichtungen für Kaltpilgerverfahren wird vom Hauptantrieb einerseits eine taktweise Drehbewegung und andererseits ein taktweiser Vorschub für das Ausgangswerkstück abgeleitet.
Drehung und Vorschub erfolgen, wenn die Arbeitswalzen nicht im Eingriff sind. Das ist pro vollständigem Arbeitshub bzw. pro Umdrehung der Hauptantriebswelle je zweimal der Fall, wobei während der einen Nichteingriffsphase nur eine Drehung des Werkstücks und während der anderen Nichteingriffsphase eine Drehung und ein Vorschub stattfinden.
Bei einer Drehzahl der Hauptantriebswelle von 180 U/min dauert ein vollständiger Arbeitshub 1/3 Sekunde, wovon - je nach Ausbildung der Arbeitswalzen - zweimal 14 bis 20 % auf die Eingriffszeiten und zweimal 20 bis 44 % auf die Nichteingriffszeiten entfallen. In dieser Zeit, d.h.
in 0,0667 bis 0,1467 sec wird das Ausgangswerkstück beispielsweise jedesmal um einen Winkel von 450 gedreht und in jeder zweiten Nichteingriffsphase außerdem um 1 bis 6 mm in Arbeitsrichtung vorgeschoben.
Dazu muß das Ausgangswerkstück zusammen mit der Einspannvorrichtung und Teilen der Dreh- und Vorschubeinrichtung beschleunigt und abgebremst werden. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß dabei erhebliche Reaktionskräfte auftreten, die nicht mehr zu beherrschen sind, wenn die Drehzahl des Hauptantriebs über einen bestimmten Wert gesteigert wird, was an sich aus wirtschaftlichen Gründen zu begrüßen wäre.
Selbstverständlich sind die erreichbaren höchsten Drehzahlen auch vom Werkstoff und den Abmessungen der herzustellenden Rohre abhängig. Auch durch die Einhaltung von Durchmessertoleranzen und Oberflächenqualitäten kann die Produktionsgeschwindigkeit begrenzt sein. Entscheidend ist, daß immer die taktweise Drehung die Schwachstelle des Systems bildet und daß bei einer probeweisen Steigerung der Drehzahl immer zuerst in diesem Bereich Schäden aufgetreten sind.
Es besteht somit die Aufgabe, einen Weg aufzuzeigen, der beim Kaltpilgerverfahren eine höhere Produktionsgeschwindigkeit erlaubt, ohne daß Abstriche bei der Produktqualität in Kauf genommen werden müssen und ohne daß zu kurze Reparatur intervalle bei der Dreheinrichtung den mit der höheren Drehzahl des Hauptantriebs erreichten wirtschaftlichen Vorteil wieder zunichte macht.
Uberraschenderweise wurde gefunden, daß dieses Ziel erreicht werden kann, wenn zwar das Werkstück wie üblich taktweise vorgeschoben die Dreheinrichtung aber kontinuierlich betrieben wird.
Auf den ersten Blick scheint eine derartige Arbeitsweise gar nicht realisierbar, weil das Werkstück während der Eingriffszeit der Arbeitswalzen fest eingespannt ist und eine Drehung - wie auch ein Vorschub - deshalb nur in den wFreizeitenw möglich erscheint. Von dieser Voraussetzung sind auch offenbar alle Uberlegungen zur Verbesserung der Produktivität von Kaltpilgermaschinen ausgegangen. Es war nicht vorauszusehen, daß dem Ausgangswerkstück mittels der Dreheinrichtung eine kontinuierliche Drehung aufgezwungen werden kann, obwohl es in einem Abstand von 1,5 bis 2 m bezüglich einer Drehung fest, d.h. undrehbar eingespannt ist. Tatsächlich läßt sich das Verfahren aber - jedenfalls bis zu bestimmten werkstoffabhängigen Obergrenzen für den Durchmesser - durchführen, ohne daß Oberflächenfehler oder gar Brüche auftreten.
Nach derzeitigem Kenntnisstand wird das Weiterdrehen des Werkstücks während der Eingriffszeiten der Arbeitswalzen offenbar dadurch ermöglicht, daß das Werkstück zwischen den Einspannstellen einerseits eine gewisse elastische Torsion erfährt und andererseits im Eingriffsbereich der Arbeitswalzen ein Torsions-Schlupf stattfindet, jedenfalls soweit die Kontaktfläche zwischen Werkstück und Arbeitswalzen nicht zu groß ist. Das kontinuierliche Drehen des Werkstücks ist deswegen nur bis zu bestimmten oberen Grenzen für den Durchmesser, den Umformgrad usw. möglich, die außerdem vom Werkstoff, den Fertigungstoleranzen und den Anforderungen an die Oberflächenqualität abhängen und im Einzelfall ermittelt werden müssen.
Man kann davon ausgehen, daß in den wFreizeitenw die elastische Torsionsverformung sehr schnell und vollständig abgebaut wird, so daß bei erneutem Eingriff der Arbeitswalzen ein torsionsfreies Werkstück vorliegt und es nicht zu einer Addition von Torsionsresten und damit zwangsläufig zum Bruch des Werkstücks oder des Werkzeugs kommt. Es bedarf keiner weiteren Erklärung, daß die Dreheinrichtung bei dieser Betriebsweise ganz erheblich von Beschleunigungs- und Bremskräften entlastet ist und nicht länger die Schwachstelle bei der Steigerung der Prduktionsleistsung von Kaltpilgermaschinen darstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei einem Kaltpilgerwalzwerk anwendbar, bei dem die Dreh und Vorschubeinrichtung aus endlosen, mit dem Werkstück stets in kraftschlüssiger Verbindung bleibenden bandförmigen Transportelementen besteht, die um die Werkstücklängsachse drehbar sind. Zweckmäßigerweise wird die Dreheinrichtung hydraulisch betrieben, wodurch eine gewisse Elastizität gegenüber dem mechanischen Hauptantrieb erreicht wird. Anders als bei der taktweisen Drehung ist bei der kontinuierlichen Drehung eine strenge Synchronisation im Sinne einer mechanischen Verzahnung nicht erforderlich. Es genügt, wenn die Drehzahl der Dreheinrichtung in der Weise auf die Drehzahl des Hauptantriebs eingestellt ist, daß bei jedem vollständigen Hub die erforderliche Drehung des Ausgangswerkstücks um beispielsweise 900 erreicht wird. Die Vorschubeinrichtung wird wie üblich über einen Getriebezug vom Hauptantrieb des Kaltpilgerwalzwerks angetrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar zur Herstellung von Rohren aus Edelstählen, Nickellegierungen, Titan und zirkonium sowie deren Legierungen. Es können damit Rohre mit Anfangsdurchmessern im Bereich 14 bis 50 mm außen und von 10 bis 40 mm innen sowie mit Fertig-Durchmessern im Bereich von 9 bis 40 mm außen und 7 bis 30 mm innen hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE öl Verfahren zum absatzweisen Walzen langgestreckter Werkstücke auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit hin- und hergehendem Walzgerüst sowie einer synchron arbeitenden Dreh- und Vorschubeinrichtung für das Ausgangswerkstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück wie üblich taktweise vorgeschoben, die Dreheinrichtung aber kontinuierlich betrieben wird.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem Kaltpilgerwalzwerk, bei dem die Dreh- und Vorschubeinrichtung aus endlosen, mit dem Werkstück stets in kraftschlüssiger Verbindung bleibenden bandförmigen Transportelementen besteht, die um die Werkstücklängsachse drehbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung hydraulisch angetrieben wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung wie üblich über einen Getriebezug vom Hauptantrieb des Kaltpilgerwalzwerks angetrieben wird.
5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Rohren aus Edelstählen, Nickellegierungen, Titan und Zirkonium sowie deren Legierungen.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 zur Herstellung von Rohren mit Anfangsdurchmessern im Bereich von 14 bis 50 mm außen und von 10 bis 40 mm innen sowie mit Fertig-Durchmessern im Bereich von 9 bis 40 mm außen und 7 bis 30 mm innen.