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Verfahren zum Auswalzen von Rohren auf Pilgerschrittwalzwerken Das
Auswalzen von Rohren auf Pilgerschrittwalzwerken verfolgt den Zweck, entweder den
Durchmesser oder die Wandstärke zu verringern; meistens jedoch sollen beide Wirkungen
erzielt werden. Hierbei tritt leicht eine Zerstörung des Materials ein, wenn nicht
die Durchmesserverkleinerung und die Wandstärkenvermin.derung gleichzeitig durchgeführt
werden. Dieses letztere Verfahren. bedingt jedoch die Verwendung eines konischen
Dornes. Die Benutzung solcher Dorne bringt neue Schwierigkeiten mit sich. Der Dorn
muß sehr genau zu dem verwendeten Walzenkaliber passen und in ganz bestimmter Lage
zu den Walzen stehen. Außerdem gerät bei Dorn- oder Dornstangenbrüchen das verdickte
Ende des Dornes in den engen Teil des Kalibers, was zu schweren Brüchen führt.
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Es sind bereits Plgerschrittwalzwerke mit zwei hintereinanderliegenden
Walzenpaaren bekannt, bei denen der erste Walzensatz die Wandstärkenverminderung
des zu walzenden Rohres und er zweite die Einengung des Rohres bewirkt. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, daß das erst in der Wandstärke verminderte Rohr beim nachfolgenden
Einengen leicht ausknickt, wodurch sich Falten bilden, die auch durch nachfolgendes
Drehen und Überwalzen nicht beseitigt werden können, sondern in Form von Oberflächenfehlern
erhalten bleiben. Außerdem zeigen derart hergestellte Rohre infolge der sehr verschiedenen
Beanspruchung von Innen- und Außenwand so starke Spannung, daß bei vielen . Werkstoffen
späterhin ein Aufreißen der Rohre, oft nach längerem Gebrauch, eintritt.
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Weiterhin sind bereits Pilgerschrittwalzwerke mit zwei hintereinander
angeordneten Walzenpaaren bekanntgeworden, bei denen in beiden Kalibern über einen
Dorn gewalzt wird, also in beiden eine Wandstärkenvermin-derung stattfindet, wobei
die größere Streckung erst im zweiten Walzenpaar erfolgt. Dieses Verfahren hat jedoch
den Nachteil, daß infolge der auch im ersten Kaliber stattfindenden wesentlichen
Streckung des Rohres ein einwandfreies gleichzeitiges Arbeiten in zwei Kalibern
nicht möglich ist; überdies muß in diesem Fall der Dorn sehr lang sein, was zu häufigen
Brüchen führt.
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Gemäß der Erfindung werden nun die obenerwähnten Nachteile dadurch
vermieden, daß im ersten Walzenpaar ohne Benutzung eines Dornes das Rohr im wesentlichen
nur eingeengt und erst im zweiten Walzenpaar die Wandstärke des Rohres durch Walzen
über einen Dorn vermindert wird. Hierbei wird also nur im zweiten Walzenpaar ein
entsprechend kurzer Dorn verwendet, so daß die Gefahr von Dornstangenbrüchen und
die dadurch
bedingte weitere Gefahr des Bruches des Walzenwerkes
selbst vermieden ist. Überdies erhält man hier im Gegensatz zum bekannten Verfahren,
bei welchem das Rohr bereits im ersten Kaliber stark gestreckt und dementsprechend
in der Wandstärke vermindert wird, den Vorteil, daß für das Strecken im zweiten
Kaliber ein verhältnismäßig starkwandiges Rohr kleinen Durchmessers zur V ,erfügung
steht und daher während des eigentlichen Stgeckens weder ein Ausknicken des Rohres
noch auch Faltenbildung auftreten kann. Das Verfahren kann sowohl bei dem Warm-
als auch bei dem Kaltwalzen angewendet werden, und zwar auf Pilgerschrittwalzwerken
jeder Art. Dabei können die beiden Walzenpaare entweder im- gleichen Ständer liegen
oder in verschiedenen, wobei auch die Bewegung nicht gleichzeitig zu erfolgen braucht.
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In der Zeichnung sind AusSührungsbeispiele von Walzwerken zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Abb. i stellt ein Walzwerk mit hin und her gehendem Ständer in Seitenansicht,
Abb. --
im Grundriß dar.
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Im Maschinenbett r ist die Kurbelwelle 2 gelagert, welche durch das
Zahnrad 3 oder in anderer Weise angetrieben wird. Die Bewegung wird durch den Schwingentrieb
4, 5 und 6 auf den Walzenständer 7 übertragen, welcher in einer Führung 8 des Bettes
r gleitet. Im Ständer 7 liegen die beiden Walzenpaare 9, g' und io, io', die ihre
Drehbewegung durch die Zahnräder i i und die festliegenden Zahnstangen 12 und i2'
erhalten. Das auszuwalzende Rohr 13 sitzt auf der Dornstange 14, an welcher
vorn der Dorn 15 angesetzt ist. Der Dornhalter ist in einem Bock 16 drehbar gelagert,
welcher auf der Vorbank i7 fest oder verschiebbar angeordnet ist. Auf der Vorbank
sitzt auch der Schlitten 18, welcher dieVorschub- undDreheinrichtung für das
Rohr 13 und für die Dornstange 14 enthält. Der Antrieb des Schlittens
erfolgt von der Kurbelwelle 2 durch die Kegelräder i9, Welle 2o, Zahnräder 2i, Welle
22 und Zahnräder 23. , In Abb. 3 und ¢ sind die Walzenpaare 9, g' und io, iö' sowie
das Rohr 13, Dornstange 14 und Dorn 15 in größerem Maßstab in zwei Stellungen
dargestellt. Abb. 3 zeigt die rechte Totpunktstellung vor Beginn des Walzvorganges.
Das Rohr 13 ist gedreht und ein Stück vorgeschoben worden, sodann erfassen die Walzen
9, g' das Rohr und engen es ein, während die Walzen io, io' die Wandstärke über
den Dorn 15 verringern. Abb. 4 zeigt die Stellung nach Beendigung des Walzvorganges
vor Beginn des Rücklaufes.
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Die Vorschubbewegung des Rohres wird zweckmäßig in bekannter Weise
durch unterschiedliche Bewegung der beidenWalzenpaare 9, g' sowie io, io' bewirkt,
wobei der Bock 18 (Abb. z und 2) in Wegfall kommen kann, indem die Drehbewegung
nur dem Dorn erteilt wird durch ein Getriebe, das an dem Bock 16 angebracht wird.
Eine solche Einrichtung ist weiter unten beschrieben. Bei Lagerung der Walzen in
einem Ständer nach Abb. i und :2 kann der Vorschub zum Beispiel dadurch bewirkt
werden, daß der hintere Teil der Zahnstangen 12 und i2', der mit den Walzen 9 und
g' in Eingriff kommt, nicht fest angeordnet, sondern zwischen zwei Anschlägen, welche
je nach dem gewünschten Vorschub verstellbar sind, in der Längsrichtung gleiten
kann. Wenn dann in der Stellung der Walzen 9, g' gemäß Abb. 3 das Rohr noch gefaßt
wird,'während die Walzen io und io' es bereits freigegeben haben, nimmt das Walzenpaar
g, 9' das Rohr 13 und die Zahnstangen i2, 12' infolge der Lagerreibung bis
zum Anschlag mit, dann erst beginnt die Drehbewegung der Walzen. Bei Beginn des
Rückwärtsganges wird jedoch das Rohr nicht wieder mit zurückgenommen, wenn in dieser
Stellung nach Abb. 4 die Walzen io, io' das Rohr noch festhalten, während dieWalzen9,
9' das Rohr bereits losgelassen haben.
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Noch sicherer läßt sich der Vorschub erzielen, wenn die Walzen in
getrennten Ständern liegen, deren Bewegung durch versetzte Kurbeln erfolgt. Hiermit
ist noch der Vorteil verbunden, daß das Drehmoment der Antriebswelle sowohl mit
Rücksicht auf die Arbeits- wie die Massenkräfte viel gleichmäßiger ausfällt. Die
Rückwirkung auf das IVIaschinenbett ist zwar bei i8o° Kurbelversetzung geringer,
spielt aber meist keine Rolle. Eine solche Maschine ist in Abb. 5 in Längsansicht,
teilweise geschnitten, dargestellt.- Die doppelt gekröpfte Kurbelwelle 24 überträgt
ihre Bewegung durch die Pleuelstange 25, die Schwinge 26 und die Lenker 27 auf den
Walzenständer 28 mit den Walzen 2g und 29' und ebenso über die Pleuelstange 30,
Schwinge 31 und Lenker 32 auf den Ständer 33 mit den Walzen 34 und 34'. Um
die doppelt gekröpfte Kurbelwelle zu vermeiden, läßt sich die Anordnung mit Vorteil
auch so treffen, wie in Abb. 6 dargestellt, bei der die Einzelteile wie in Abb.
5 bezeichnet sind. Hierbei sind die Schwingen 26 und 31 als einarmige Hebel ausgebildet.
Die Pleuelstangen 25 und 30 sind schräg angeordnet, so daß sie einen Winkel
miteinander bilden, der die Vorauseilung des einen Ständers 28 vor dem anderen 33
bewirkt. Hierbei kann auch, wie dargestellt, die Pleuelstange 25 statt mit Kurbelzapfen
mit einer Vexlängerung 35 der Pleuelstange 3o angreifen, da meistens die
von
den Einengwalzen 29, 2g' zu leistende Arbeit wesentlich geringer ist als die der
Reduzierwalzen 34, 34'.
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Die Vorschubbewegung wird in diesem Falle zweckmäßig dadurch bewirkt,
daß die Teilkreise der die Walzen drehenden Zahnräder bei dem einen Paar vergrößert,
bei dem anderen Paar verkleinert werden. Dies ist aus den Abb.7 und 8 zu ersehen,
welche Schnitte durch die Walzenständer 28 und 33 (Abb. 5 und 6) darstellen.
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Auf den Zapfen der Walzen 29, 29' sind die Zahnräder 35 und 35' angebracht,
welche mit den Zahnstangen 36 und 36' in Eingriff stehen. Der Durchmesser der Räder
ist größer als der mittlere wirksame Walzendurchmesser. Zwecks leichteren Ausbaues
der Walzen kann das Oberteil 37 des Walzenständers 28 abnehmbar eingerichtet werden,
so daß die Walzen nach oben ausgebaut werden können. Zu diesem Zwecke ist die Zahnstange
36' an einem Halter 38 befestigt, der um die am Maschinenbett 39 befestigte Achse
4o weggeklappt und durch die Schraube 41 gesichert werden kann. In Abb.8 sind die
Zahnräder 42,42', welche auf den Zapfen der Walzen 34 34' befestigt sind, kleiner
als der mittlere Walzendurchmesser. Hierbei können die beiden Zahnstangen zusammengelegt
werden wie dargestellt. Die Doppelzahnstange 43 kämmt mit beiden Rädern 42, 42'
und ist am Halter 44 befestigt, mit dem sie zum Walzenausbau weggeklappt werden
kann.
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Die Arbeitsweise des Walzwerkes erfolgt so, daß das zunächst vorgehende
Walzenpaar 29,:29' das Rohr einengt und gleichzeitig über den Dorn 15 vorschiebt.
Vor dem Ende der Vorwärtsbewegung wird das Rohr von den Walzen freigegeben. In dieser
Zwischenzeit erfolgt die Drehung des Dornes, der dabei durch eine weiter beschriebene
Einrichtung auch etwas zurückgeholt werden kann, um den gewünschten Vorschub zu
erzielen. Danach wird das Rohr von den Walzen 34, 34' erfaßt und dabei durch den
verkleinerten Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 42, 42' wie auch durch die teilweise
rückwärts gerichtete Verlängerung des Rohres etwas zurückgeschoben. Im weiteren
Vorgang wird das ausgewalzte Stück des Rohres geglättet, wobei das Röhr noch etwas
zurückgeschoben wird, so daß die jetzt zurückgehenden Walzen 29,.29' das Rohr nicht
mehr fassen. Während des Rückganges der Walzen 34, 34' wird das Rohr um den gleichen
Betrag, den es vorher zurückgeschoben wurde, wieder vorgezogen; damit ist eine Kurbeldrehung
beendet.
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In den Abb. 9 und io ist die Dreheinrichtung für den Dorn, welche
gleichzeitig den Vorschub regelt, dargestellt und welche bei diesem Walzwerk an
Stelle des in Abb. i und 2 dargestellten Bockes 16 tritt. Der Antrieb erfolgt dabei
ebenfalls über die Welle 22, die ihre Bewegung auf die Hubscheibe 45 eines Malteserkreuztriebes
überträgt. Die Schlitzenscheibe q.6 des Kreuzes sitzt auf der Welle 47 und ist mit
einem Zahnrad 48 verbunden, welches seine unterbrochene Bewegung durch das Zahnrad
49 auf die Hohlwelle 50 überträgt. Die Drehbewegung wird auf die Welle 51
übertragen, welche in der Hohlwelle 50 in Längsrichtung gleiten kann. Die
Bewegung wird nach vorn durch den Ansatz 52 begrenzt. Die Welle 51 trägt vorn den
Einspannkopf 53, welche das hintere 1?nde der Dornstange 14 (Abb. i und 2) aufnimmt:
Am Zahnrad 49 sind vier Nocken 54 befestigt, welche die beiden Gegennocken 55 bei
der Drehung jeweils zurückdrücken. Die Größe dieses Weges wird durch die Muttern
56 und 57, welche auf dem hintersten Ende der Welle 51 aufgesetzt sind und die Scheibe
58 mit ihren Nocken 55 halten, eingestellt. Hierdurch wird der durch die Abmessungen
der Zahnräder 35, 35' gegebene größte Vorschub der Maschine auf das jeweils gewünschte
Maß herabgesetzt.