DE3826120A1 - Vorrichtung zum pilgerwalzen von rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pilgerwalzen von Rohren nach den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, insbesondere die Ausbildung einer in einem sol­ chen Pilgerwalzwerk eingesetzten Dornstange gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 2 angegebenen Merkmalen.

Vorrichtungen dieser Art dienen zur Weiterbearbeitung von Luppen zu Rohren. Sie weisen u.a. regelmäßig ein Einlauf­ spannfutter sowie ein Auslaufspannfutter auf, wobei zwischen diesen beiden Spannfuttern ein verfahrbar angeordnetes Walz­ gerüst mit zwangsgetriebenen Walzen vorgesehen ist. Das Walzgerüst eines solchen Pilgerwalzwerkes wird durch einen Kurbeltrieb hin und her bewegt, wobei das Rohr in einem konischen Walzspalt, der sich zwischen einem konischen Walz­ dorn und dem schwingenden Walzenpaar bildet, sowohl im Durch­ messer als auch in der Wanddicke reduziert wird. In einem Totpunkt wird die Luppe bzw. das Rohr um ein bestimmtes Maß vorgeschoben und gleichzeitig um einen bestimmten Winkel gedreht. Das Einlauf- und das Auslaufspannfutter dienen also zum einen dazu, das Rohr im Walzbereich festzuhalten und das Rohr nach jedem Überwalzen um einen bestimmten Winkel zu drehen. Andererseits müssen die Spannfutter so ausgelegt sein, daß das Rohr in axialer Richtung hindurchgeschoben werden kann. Diese an sich entgegengerichteten Forderungen, nämlich Festhalten des Rohrs in Drehrichtung um die Rohrach­ se und Durchlassen des Rohrs in Achsrichtung, führen zwangs­ läufig zu Problemen. Dies macht sich insbesondere in der Walzgeschwindigkeit bemerkbar, die hierdurch deutlich einge­ schränkt wird.

Beim Überschreiten einer gewissen Walzgeschwindigkeit kann das Rohr nicht mehr sicher vom Auslaufspannfutter gehalten werden, so daß die durch die Spannfutter eingeleitete Drehung nicht vollständig auf das Rohr übertragen wird. Dies tritt verstärkt dann auf, wenn das Rohr hinter dem Auslaufspann­ futter zu einem Coil gewickelt wird, da dieses Coil der Drehbewegung nicht folgt. Die Folge hiervon sind Überwalzun­ gen und Unregelmäßigkeiten in der Rohrwanddicke, was in der Regel zum Ausschuß dieser Rohrabschnitte führt.

Um dem entgegenzuwirken hat man versucht, die Anpreßkraft der Spannfutter zu erhöhen, was jedoch insbesondere im Be­ reich des Auslaufspannfutters dazu führte, daß das fertig gewalzte Rohr durch das Auslaufspannfutter plastisch ver­ formt wurde, was in der Regel ebenfalls zu Ausschuß führt. Um diese sich an sich widerstrebenden Parameter der Spann­ futteranpreßkräfte zu beherrschen, hat man die Walzgeschwin­ digkeit entsprechend reduziert und die Wanddicke des fertig gewalzten Rohrs entsprechend stark dimensioniert.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Pilgerwalzen von Rohren so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden und auch bei höherer Walzgeschwindigkeit eine einwandfreie Funktion des Auslaufspannfutters ohne Beeinträchtigung der Rohrqualität gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere durch Ausbildung der Dornstange gemäß Anspruch 2.

Durch den im Bereich des Auslaufspannfutters vorgesehenen Stützdorn kann die Anpreßkraft des Auslaufspannfutters er­ heblich erhöht werden, ohne daß die Gefahr einer plastischen Verformung des Rohrs innerhalb des Auslaufspannfutters be­ steht. Diese Erhöhung der Spannkraft gewährleistet dann auch bei höherer Walzgeschwindigkeit ein einwandfreies Drehen des Rohrs um den vorbestimmten Winkel, so daß reproduzierbare Walzvorgänge erreicht werden, die Überwalzungen und Unregel­ mäßigkeiten in der Wandstärke verhindern. Zur mechanischen Befestigung des Stützdorns im Bereich des Auslaufspannfut­ ters dient der Walzdorn.

Die Anordnung eines solchen Stützdorns im Bereich des Aus­ laufspannfutters ist insbesondere bei den Vorrichtungen von Vorteil, bei denen das fertig gewalzte Rohr hinter dem Auslaufspannfutter zu einem Coil aufgewickelt wird, da hier­ bei vom Auslaufspannfutter erhebliche Rückstellkräfte des nicht mitdrehenden Rohrcoils aufzunehmen sind.

Vorteilhaft ist der Außendurchmesser des Stützdorns gemäß Anspruch 3 so bemessen, daß er dem Innendurchmesser des fertig gewalzten Rohrs entspricht. Auf diese Weise ist das durch das Auslaufspannfutter laufende Rohr über seinen gesamten Innenumfang abgestützt, so daß eine plastische Verformung durch die Spannbacken praktisch ausgegeschlossen werden kann. In Abhängigkeit des eingestellten Drehwinkels kann der Stütz­ dorn gegebenenfalls auch so ausgebildet sein, daß er im im Bereich der Spannfutterbacken zur Innenwandung des Rohrs ein Spiel aufweist. Bei einer solchen Ausbildung wird das Rohr geringfügig verformt und so durch den Formschluß zwischen dem verformten Rohr und dem unrunden Stützdorn eine zusatzliche Drehkraft aufgebracht.

In der Regel wird es zweckmäßig sein, den Stützdorn zumindest im Bereich des Spannfutters zylindrisch auszubilden. Dann kann der Stützdorn gemäß Anspruch 4 durchgehend bis zum ver­ jüngten Ende des Walzdorns ausgebildet sein, was fertigungs­ technisch besonders günstig ist, insbesondere bei einstückiger Ausbildung von Walzdorn und Stützdorn.

Bevorzugt ist jedoch im Bereich zwischen dem Walzdorn und dem Stützdorn eine abgesetzte Koppelstange angeordnet, die den Walzdorn mit dem Stützdorn verbindet. Diese Koppel­ stange weist einen geringeren Durchmesser als der Stützdorn auf, damit das Rohr im Bereich zwischen dem verjüngten Ende des Walzdorns und dem Auslaufspannfutter keiner zusätzlichen Reibung mit der Koppelstange ausgesetzt ist.

Zur Verminderung der Reibung zwischen dem Stützdorn und dem Rohr dient auch eine Ausbildung gemäß Anspruch 6, bei der der Stützdorn an seinem zum Walzdorn weisenden Ende konisch oder gerundet ausgebildet ist.

Gemäß Anspruch 7 kann der Stützdorn vorteilhaft über eine weitere Koppelstange mit einem Geber verbunden sein, der Teil einer Dornbruchsicherungsvorrichtung ist. Solche Dorn­ bruchsicherungsvorrichtungen sind bevorzugt hinter dem Aus­ laufspannfutter angebracht, damit sie auch einen Bruch im Bereich zwischen Stützdorn und Walzdorn bzw. innerhalb des Stützdorns detektieren.

Um beim Verschleiß des Walzdorns oder Bruch desselben nicht den Walzdorn und den Stützdorn und gegebenenfalls die nach­ geschaltete Koppelstange mit dem Geber der Dornbruchsiche­ rungsvorrichtung auswechseln zu müssen, ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch 8 den Stützdorn lösbar mit dem Walzdorn zu verbinden. Dies kann über eine Gewindeverbindung oder eine Bajonettverbindung erfolgen. Eine solche lösbare Verbindung kann sowohl zwischen dem verjüngten Ende des Walzdorns und der Koppelstange als auch zwischen der Koppelstange und dem Stützdorn vorgesehen sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellung eine Vorrich­ tung zum Pilgerwalzen von Rohren im Schnitt und

Fig. 2 eine andere Ausführung der Vorrichtung in Dar­ stellung nach Fig. 1.

Die Darstellungen nach den Fig. 1 und 2 betreffen den hier relevanten Teil eines Pilgerwalzwerks, das im übrigen in an sich bekannter Weise ausgebildet ist und daher hier nicht im einzelnen beschrieben ist.

In den Figuren ist jeweils links ein Einlaufspannfutter 1 und rechts ein Auslaufspannfutter 2 dargestellt, zwischen denen die durch das Einlaufspannfutter 1 eingeführte Luppe 3 zu einem Rohr 4 geringeren Durchmessers und geringerer Wanddicke gewalzt wird. Das Rohr 4 tritt durch das Auslauf­ spannfutter 2 aus und wird in einem Abstand hierzu in an sich bekannter Weise zu einem Coil aufgewickelt.

Zwischen den Spannfuttern 1 und 2 befindet sich ein verfahr­ bar angeordnetes (nicht dargestelltes) Walzgerüst mit zwei zwangsgetriebenen Walzen 5. Die Walzen 5 sind innerhalb des Walzgerüstes gelagert und werden durch die Bewegung des Walzgerüstes zwischen den Spannfuttern 1 und 2 in Abhän­ gigkeit von der Bewegungsrichtung angetrieben. Die Walzen 5 sind entsprechend dem kreisförmigen Luppenquerschnitt derart kalibriert, daß sich der zwischen den Walzen gebilde­ te kreisförmige Zwischenraum je nach Walzenstellung von der Luppe 3 bis zum fertigen Rohr 4 stufenlos verkleinert.

Das Walzen der Luppe 3 zum Rohr 4 erfolgt auf einem Walzdorn 6, der von einer innerhalb der Luppe 3 befindlichen Dorn­ stange 7 gehalten wird. Der Walzdorn 6 verjüngt sich konisch in Richtung auf das Auslaufspannfutter 2.

Der Walzvorgang erfolgt abschnittsweise, wobei die Luppe 3 bzw. das Rohr 4 jeweils im Totpunkt (am einen bzw. am anderen Ende des Abrollwegs der Walzen 5) ein Stück vorge­ schoben und gleichzeitig gedreht wird. Hierbei müssen die Spannfutter 1 und 2 die Luppe 3 bzw. das Rohr 4 in axialer Richtung durchlassen und in Drehrichtung mitnehmen. Hierzu ist eine verhältnismäßig hohe Spannkraft erforder­ lich, die im Bereich des Einlaufspannfutters 1 aufgrund der großen Wanddicke der Luppe 3 ohne Probleme aufgebracht werden kann. Im Bereich des Auslaufspannfutters 2 ist das Rohr 4 hingegen ausgewalzt, so daß es einen geringeren Durch­ messer und eine geringere Wanddicke aufweist. Um zu verhin­ dern, daß das Rohr 4 im Bereich des Auslaufspannfutters 2 durch die Spannkräfte plastisch verformt wird, ist im Bereich des Auslaufspannfutters 2 ein Stützdorn 8 (in Fig. 1) bzw. 8′ (in Fig. 2) vorgesehen. Der Stützdorn 8, 8′ ist im Bereich des Auslaufspannfutters 2 zylindrisch ausge­ bildet, sein Durchmesser entspricht dem Innendurchmesser des fertig gewalzten Rohrs 4.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Stützdorn 8 einstückig mit dem Walzdorn 6 ausgebildet. Er erstreckt sich vom verjüngten Ende des Walzdorns 6 zylindrisch bis kurz hinter das Auslaufspannfutter 2.

Die Ausführung nach Fig. 2 weist einen zäpfchenförmigen Stützdorn 8′ auf, der sich nahezu ausschließlich über den Bereich des Auslaufspannfutters 2 erstreckt und dort zylin­ drisch ausgebildet ist. Sein zum Walzdorn 6 weisendes Ende 11 ist als Auflaufschräge abgerundet ausgebildet. Zwischen dem verjüngten Ende des Walzdorns 6 und dem Stützdorn 8′ erstreckt sich eine abgesetzte Koppelstange 9, die den Walz­ dorn 6 und den Stützdorn 8′ miteinander verbindet. Der Durch­ messer der abgesetzten Koppelstange 9 ist deutlich geringer als der des Stützdorns 8′, so daß in diesem Bereich keine Berührung und somit keine Reibung mit dem Rohr 4 entsteht.

Der Stützdorn 8 bzw. 8′ ist durch eine weitere abgesetzte Koppelstange 10 bis jenseits des Auslaufspannfutters 2 ver­ längert. Über diese Koppelstange 10 ist ein (nicht darge­ stellter) Geber einer Dornbruchsicherungsvorrichtung ange­ schlossen, der einen Bruch der Dornstange 7, des Walzdorns 6, der Koppelstange 9 oder des Stützdorns 8 bzw. 8′ detek­ tiert.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Pilgerwalzen von Rohren, mit einem Ein­ laufspannfutter und mit einem Auslaufspannfutter, sowie mit einem zwischen den beiden Futtern verfahrbar angeord­ neten Walzgerüst mit mindestens zwei antreibbaren Walzen, und mit einer Dornstange, die endseitig einen sich im Be­ reich der Walzen erstreckenden Walzdorn aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslaufspannfutters (2) ein mit dem Walzdorn (6) verbundener Stützdorn (8; 8′) vorgesehen ist.

2. Dornstange zum Einsatz in einem Pilgerwalzwerk mit einem sich verjüngenden Walzdorn, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am verjüngten Ende des Walzdorns (6) ein im Bereich des Auslaufspannfutters (2) angeordneter Stützdorn (8; 8′) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Dornstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Stützdorns (8; 8′) dem Innendurchmesser des fertig gewalzten Rohrs (4) entspricht.

4. Vorrichtung oder Dornstange nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützdorn (8) zylindrisch ausgebildet ist und sich bis zum verjüngten Ende des Walzdorns (6) er­ streckt.

5. Vorrichtung oder Dornstange nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich zwischen Walzdorn (6) und Stützdorn (8′) eine abgesetzte Koppelstange (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung oder Dornstange nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützdorn (8′) an seinem zum Walzdorn (6) weisenden Ende konisch oder gerundet ausgebildet ist.

7. Vorrichtung oder Dornstange nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützdorn (8; 8′) an seinem dem Walzdorn (6) abgewandten Ende mit einem Geber einer Dornbruchsicherungs­ vorrichtung verbunden ist.

8. Vorrichtung oder Dornstange nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützdorn (8′) lösbar mit dem Walzdorn (6) verbunden ist.